水轮机导叶分离流动的数值模拟

1引言分离流在本质上是粘性流动和非粘性流动互相干扰的一类复杂流动,绕流中的分离现象往往使水力机械叶片水力损失急剧增加、效率下降,形成的压力脉动还将造成水力机械的振动山。尾水管涡带的形成和分离密切相关,是造成水力机械在部分负荷时机组振动和出力摆动的主要根源［‘j,在偏离最优工况时,叶片内的分离流动将十分严重。本文结合某电站机组出现的振动问题,求解Navier－Stokes的二维方程组,对导叶分离流场进行了分析。2控制微分方程组设导叶内流动为二维不可压粘性流动,控制微分方程组的守恒形式为：。、。分别为。,y两方向…     

轴流风扇叶片端导叶作用的研究

本文采用数值方法研究了叶片端导叶对轴流风扇性能的影响。通过与普通开式轴流风扇比较,分析了叶片端导叶对内部流动作用的机理.数值计算结果表明:叶片端导叶的安装位置将影响轴流风扇气动效率,安装叶片端导叶不能提高风扇静压升,但是在压力面安装时能有效地减小风扇叶顶泄漏流与主流的掺混损失;在设计流量下,压力面安装叶片端导叶使泄漏涡的作用范围较小,涡核更靠近吸力面;吸力面安装叶片端导叶弱化了泄漏涡的强度但没有减小泄漏涡的作用范围。     

水轮机蜗壳和固定导叶内部三维紊流流场数值研究

1引言用数值方法研究蜗壳和固定导叶内部流场是改进和优化蜗壳和固定导叶设计的一个重要手段。早期的数值研究大多基于势流理论[1～2]，随着计算机技术和计算流体动力学的迅速发展，蜗壳和固定导叶内部三维紊流的数值分析已经成为可能t’－’］。本文以三峡水轮机组内部流动的研究为背景，基于N－S方程和标准的k一。紊流模型，采用贴体座标和交错网格系统，用SIMPLEC算法对三峡模型机组蜗壳和固定导叶内部的流动进行数值模拟，提出设计工况时蜗壳和固定导叶内三维素流数值模拟计算结果，为改进蜗壳和固定导叶设计提供了一些有益的参考资…     

水轮机活动导叶内部三维固液两相紊流计算及磨损预估

本文报导了水轮机活动导叶内部固液两相紊流的三维数值分析结果和磨损预估结果。文中基于N－S方程和两相紊流的k—ε—Ap模型,采用贴体坐标和交错网格系统,用SIMPLEC算法对水轮机活动导叶内部的固液两相紊流进行数值模拟,提出设计工况时活动导叶内部的两相紊流特性。在数值模拟的基础上,根据Finnie模型预估了活动导叶的磨损。并与Drtina的实验结果进行了比较．     

离心压气机进口导叶尾涡非定常发展的数值研究

本文在不同攻角和不同雷诺数Re下,对离心压气机进口导叶的内部流动进行了数值分析,探讨了导叶翼型绕流尾涡的非定常发展过程。结果表明,对本文所研究的导叶,攻角在30°～60°范围内,当雷诺数Re低于80时,流动是稳定的,翼型后方不出现大尺寸的流动分离;雷诺数Re大于80时,流动是非稳态的,此时翼型后方出现流动分离,并伴随有显著的涡脱落。     

前置导叶对后加载叶栅气动性能的影响

详细测量了平行进口端壁附面层与设置导向叶栅两种进口条件下后加载涡轮叶栅的气动参数。测量结果表明, 导向叶栅的设置加强了实验叶栅内的横向流动,这就造成了“C”型压力分布(弯叶片)和具有正径向压力梯度的压力分布(直叶片)产生的位置较无导叶时提前了。     

DES模型在压气机叶栅中的应用研究

本文采用DES模型分析压气机叶栅内部流动及尾迹掺混,探讨了DES模型系数对数值模拟精度的影响.结果显示,模型系数取为0.65时,计算总压损失和实验相比偏小;模型系数取为0.065时,计算粘性太小,端壁出现提早分离,而当模型系数取为0.2时,得到了较好的模拟结果.     

导叶调节对双级对转压气机性能影响的研究

本文以某双级对转压气机为研究对象,基于并行计算技术,用数值模拟的方法计算研究了进口导叶安装角对对转压气机性能影响规律,从机理上分析了设计流量下导叶调节对各叶排来流气流角影响,为对转压气机的进一步优化设计提供依据。计算结果表明:在现有计算机条件下,并行计算技术的采用大大提高了计算效率;进口导叶安装角对对转压气机性能有一定影响,当进口导叶向负方向调整时,转子1工作正攻角下,出口导叶工作于负攻角,压气机的增压比升高,效率基本不变,稳定工作范围略有增大。     

低压高负荷涡轮叶栅的大涡模拟

了解预测转捩与层流分离泡,对于低压高负荷叶片设计特别重要.为此,采用大涡模拟方法,对典型高负荷叶栅T106进行了模拟.计算描述了层流分离泡,给出了壁面压力、壁面摩擦力系数的分布,从而准确预测了T106压力面上的层流分离、转捩、湍流再附现象.计算同时刻画了层流分离泡的非定常性质,给出了瞬时压力,进行了频谱分析,确定主频为2500 Hz,并观察到了瞬时涡等有意义的现象.计算同时表明二维大涡模拟计算结果可以复现出湍流的许多重要现象并且精度可以满足工程需要.     

可调节活动导叶的形状解析

贯流式水轮机的活动导叶和转轮叶片都是可调节的,活动导叶开度角γG与转轮叶片角φR的协联关系相当重要,协联关系对水轮机设计及运行能够提供有效的帮助.至目前为止,γG和φR的协联关系即协联工况只能在水轮机设计完成后通过模型试验得到。本文在给定转轮叶片角φR的情况下,通过对活动导叶叶栅流道进行形状解析,进而在设计平台上预测对应协联工况开度角γG.     

混流式水轮机内部流场的三维空化湍流计算

本文通过理论分析,引入三维混合流体完整空化湍流模型,确定了混流式水轮机内部三维空化湍流计算的方法.用数值模拟手段对混流式水轮机的内部空化流场进行了计算,采用了全三维全流道的湍流计算方法,基于RNG的k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,从蜗壳进口到尾水管出口,包含所有流道在内的整体一次完成定常.根据得到的三维空化流场数据,对转轮内部流场进行了流场分析,求得了计算临界空化系数,和试验值进行了比较;模拟了特征工况下的尾水管涡带,和试验数据进行了比较.     

涡轮内外涵联立数值模拟

本文对内涵高低压三级涡轮、涡轮出口支板通道、外涵通道以及内外涵混合段流动进行联立计算,给出了流场结构和流动分析。结果表明:联立数值模拟十分必要,是考察多部件匹配特性的有效手段。数值模拟的结果还表明:涡轮与支板的匹配不太理想,但气体通过支板后,仍能够接近轴向出气;混合段内外涵流动掺混作用并不强烈,由于掺混带来的气动损失并不严重。     

大小叶片向心涡轮数值模拟研究

为了研究向心涡轮当中采用大小叶片改进之后的效果,本论文选取了一个12叶片向心涡轮进行大小叶片改造—将原始叶片作为涡轮的大叶片,去除叶片的导风轮部分改为小叶片。对小叶片与大叶片压力面距离分别为0.4倍栅距、0.6倍栅距布局的6×6向心涡轮进行了对比研究。计算模拟的结果表明,在不改变原始涡轮的基本尺寸的情况下,采用6×6改造形式的涡轮由于出现较强的通道涡,导致涡轮的级效率略有下降,下降幅度约2%。     

开敞式蜗壳轴流式水轮机湍流计算及性能预估

本文在进行模型水轮机试验的基础上,完成了开敞式蜗壳轴流式模型水轮机的全流道三维定常湍流计算。计算程序以雷诺时均连续方程和N-S方程作为控制方程,选用标准κ-ε双方程湍流模型使方程组封闭。数值求解通过CIMPLEC算法实现速度、压力的分离求解,离散差分格式具有二阶精度。通过计算获得了各过流部件的流动细节,预估了水轮机的能量性能,并与试验结果进行了比较。     

涡轮动叶采用弯叶片的数值模拟及流场结构分析

本文采用数值模拟的方法,对某型涡轮动叶,计算了±１０°、±５°、０°、１５°、２０°七种倾角下的动叶流场,流场模拟的结果表明,采用正弯叶栅能够减少二次流损失,使总损失与常规动叶相比下降了约１０％,并加强了下通道涡,上通道涡喊弱。     

基于微燃机的空气湿化循环构建与分析

基于同一微燃机,构建了注水回热(RWI)、HAT、部分空气湿化(PHAT)、压气机入口喷雾冷却的HAT(AHAT)循环模型,对各循环的性能进行了模拟分析并对比了效率和比功.结果表明,在可比条件下,空气湿化循环功率和效率较回热循环分别提高40%以上和5个百分点左右.研究结果为微燃机改造为空气湿化循环提供了依据和理论指导.     

A NEW LEAKY WAVE ANTENNA BASED ON CHANNEL GUIDE FILLED WITH LEFT-HAND MATERIAL FOR MILLIMETER-WAVE APPLICATIONS

A new leaky wave antenna based on channel guide filled with left-handed material (LHM), operating in evanescent surface mode of TM polarization, is presented for millimeter wave applications. A transverse equivalent network that yields a dispersion relation in closed form is employed to analyze the leakage characteristics of the antenna. Numerical results are presented for the phase and leakage constants of the antenna in terms of different geometric parameters and dielectric distributions. Besides, the frequency dependences of the leaky characteristics for the present antenna are given, from which the backward radiation is clearly demonstrated.     

燃气轮机总能系统特性模拟与优化的新思路探讨

符号表a，b时间区限e如燃烧室效率土时间。fco压气机设计效率Gi（t）即时燃料量ti。设计进气温度efto透平设计效率H。燃料热值取。t全工况效率ef。机械效率Ne（t即时功率。压比efe发电效率风设计进气压力1前言对热力系统及其部件特性的研究，前人已作了很多工作，但多以设计工况下的机组的热力性能与经济性来考虑设计和应用选型等问题，由于种种变工况因素，在设计工况下，机组的热力性能参数匹配及其它性能指标可能处于优化区域，而实际运行中，却处于非最佳运行工况。鉴于上述分析，对装置除了解其设计工况的性能外，还必须对其变工况乃…