平面叶栅跨音绕流并行数值模拟

研究平面叶栅跨音绕流的并行算法。采用文（１）中差分格式，设计适合平面叶栅跨音绕流的并行算法，并在江南一２并行机上实现。     

跨音S_1流面反问题流函数方程解法

本文在文献[1—3]的基础上发展了一种不受无旋条件限制的S_1流面跨音反问题的解法.此方法可用于在叶片表面上有局部激波条件下的叶型的设计.可以很方便地获得预先规定的叶片表面的速度分布及叶型周向厚度分布的叶型.在计算中找到了叶型厚度与叶片表面速度分布之间的相互依赖影响关系.从而发展了一种两步求解的物理与数学模型.用此方法能设计出既满足气动性能要求又满足强度性能要求的叶型.编制了计算机程序并对典型的例子作了数值计算,结果是令人满意的.     

用多重网格技术求解平面叶栅跨音绕流

1982年以来,Ni、Davis等人发展了一种与多重网格技术相结合的时间相关有限体积积分方法,这是一个快速求定常解的显式推进方法。本文采用这种方法计算平面叶栅跨音绕流,阐明了Ni-Davis格式的基本思想和处理原则,在物面边界近似处理上本文作了适当改进,为适当选取人工粘性项提出了具体平滑公式,又根据数值试验对多重网格技术提出了改进算法。两个跨音叶栅绕流算例表明,数值结果的精度和计算效率是令人满意的,可以满足航空发动机气动设计的需要。在IBM 4341计算机上,求解一个65×17网格上的跨音流场大约需CPU时间15分钟,使用四层网格技术后可节省CPU时间50%到60%。     

跨音叶栅中真实流动的数值试验

一、引言 研究叶轮机械叶栅内部真实流动,在工程上具有重要意义.迄今已有不少完全的和简化的二维Navier-stokes方程数值解法,近年来国内这方面也做了不少工作,但适用于跨音叶栅中流动的还不多见.本文提出了一种在跨音叶栅中求解完全的N-S方程的全隐式时间推进有限差分计算方案,湍流模型采用二层代数涡旋粘性模型.     

关于用时间相关法求解平面叶栅跨音绕流的一些问题

本文是文[1]的补充。首先叙述了三点计算经验,其次给出了一个稳定性的必要条件。最后提供了一个计算实例,说明我们的数值解具有相当好的精度。     

跨声速叶栅流计算中边界层的影响

一、引言 在跨声速叶栅流的计算中,边界层的影响是值得重视的。特别是进口M数较高时,存在较强的激波,逆压梯度较大,使得边界层发生较大的变化,可能发生分离。另外,在跨声速叶栅流中通道接近声速堵塞时,边界层位移厚度的微小变化可能引起主流区流动图案的较大变化。本文采用主流-边界层迭代的计算方法来考察边界层对计算的影响,将文献[1]中的流函数方法作为跨声速主流区的计算方法,用文献[2]中的参考焓方法作为边界层的计算方法。应用这两个计算方法进行主流-边界层相互作用的迭代计算,对四个跨声速叶栅的主流和边界层进行了计算,考察了边界层对计算结果的影响,发现考虑边界层修     

给定激波模型的叶栅跨声流的计算

本文提出了一个已知激波形状的情况下计算跨声速叶栅流场的方法,通道中只有一道激波并且激波后的气流速度低于声速。对超声区和亚声区分开进行计算,两区连接处满足激波关系.典型算例表明,本方法能迅速而精确地决定整个叶栅流场,得到的压力系数和唯一进气角都较好地符合实验值。计算结果不只提供了整个流场的流线分布和马氏数分布,并且还提供各流线上气流各参量变化的情况,特别是通过激波时的突跃变化。     

用流函数求解叶轮机械三维跨音流场

用流函数求解时轮机械三维跨音流场顾春伟，徐建中，杜建一（中国科学院工程热物理所）李久华（江西省中试所）一．引言近年来，叶轮机械全三维流动的数值模拟作为气动设计中流场校核和诊断的手段，已经在实际问题中得到广泛应用，通过这种计算所获得的整个叶片排中流场气...     

跨声速叶栅流的激波捕获-分区计算法

本文基于文献[1]提出的建议,即先用流函数方程或势函数方程计算压气机叶栅的跨声速流场,得到大致的通道激波位置后,再对激波的上、下游区分别进行计算;最后通过对激波位置的调整以满足Rankine-Hugoniot条件,得出确切和明晰的激波形状及气流参量通过激波的突跃变化.文中对具有实验数据的一个双圆弧叶栅分别用势函数方法和流函数方法捕获通道激波并将二者所得激波的平均位置作为分区计算时进行通道激波调整的初始波形.在计算结果同实验值的比较中,还考虑了平面跨声速叶栅实验时实际存在的轴向速度密度比和沿流线熵增对计算结果的影响,所得计算结果是接近实验值的。     

非正交座标S_1流面流函数跨音松弛计算

本文在吴仲华教授的叶轮机械三元流动理论的基础上,推导了非正交曲线座标系下的叶轮机械流函数方程及有限差分方程的通用形式.这些方程可用于平面、任意迥转面及任意翘曲的S_1或S_2流面的跨音及亚音流场计算。数值求解中采用了混合差分格式线松弛计算方法。采用了密度预测法由流函数值唯一确定了密度值,解决了流函数方程求解跨音流场的困难,用此方法编制了计算机程序并作了计算,所得结果与实验结果比较一致。     

跨声速任意迴转面叶栅流分区计算

本文进一步发展了文献[1]的方法:通道激波前超声区用特征线法,栅前外伸弓形波采用自动伸展;通道波后亚声或跨声区用文献[2]给出的弱守恒流函数方程、引入人工密度、用中心九点差分格式离散主方程、矩阵分解法解出{ψ}场,由文献[2]的办法决定.{ρ}场;迥转面上几个典型算例表明了本方法的工程实用性.文中讨论了τ、Δs、Ω等对流场的影响;捕获了通道波后仍是跨声流时的激波,气流穿过这道波时参数的突跃已明显反映在计算结果中.     

平面叶栅跨声速绕流计算的一种新方法

本文提出了一种求解理想气体绕平面跨声速叶栅的定常均能均熵流动的所方法.算例表明,用较少的计算时间可得到较精确的结果。     

速度图法透平叶栅跨音吹风试验和设计方法改进

本文给出了用速度图法设计的跨音速透平叶栅的设计资料和该叶栅的跨音吹风试验结果,根据实验结果和理论分析,提出了“激波-中心流线折转法”作为考虑激波时速度图法设计的改进。     

用显格式时间推进法求解跨音叶栅的粘性流动

本文提出了一种基本格式加修正环节的显式差分格式,用来求解跨音叶栅绕流的完全的Navier-Stokes方程,可得到近似于二阶精度的解.试算表明本文差分格式和给出的边界条件是成功的,它提供了透平机械叶栅中粘性流动的一种数值模拟方法.在给定了合适的湍流模型后,本文的方法能方便地推广应用到湍流的计算中去.     

跨声速平面叶栅多工况点反命题变分理论：人工来流振荡模型

本文首先提出一个新的‘人工来流振荡’模型,在此基础上建立了跨声速叶栅多工况点气动反命题的变域变分理论,可以保证叶栅在相当广阔的变工况范围内都能保持优良的运行特性。本理论的突出优点是可较直捷地推广到全三维流动和有旋流动中去,因而具有广阔的发展与应用前景。     

任意旋成面上带分流叶片叶栅气动正命题有限元解法

本文提出了任意旋成面上带分流叶片叶栅气动正命题[考虑了叶面有喷气(吸气)的情况]的有限元解法。首先应用八节点等参数单元对相应的变分原理进行有限元展开,然后用迭代法求解所得的非线性方程组,求得全流场的速度势及速度分布,编制了能自动划分网格的计算程序。 以NASA叶片为实例进行的计算结果表明用本文建立的计算方法及程序无需作任何修改或补充,即也可用来计算(不带分流叶片的)任意旋成面叶栅流场,并得到收敛程度相当好的结果。 本文所建立的方法及程序只须稍作修改,就可引伸来求解串列叶栅气动正命题。     

两种TVD格式在跨音透平叶栅流场计算中的应用

两种ＴＶＤ格式在跨音透平叶栅流场计算中的应用黄伟光，刘建军（中国科学院工程热物理研究所北京１０００８０）关键词跨音速透平，Ｅｕｌｅｒ方程，ＴＶＤ格式１引言现代高负荷透平大都工作在跨音范围，研究发展能准确预测跨音速透平叶栅内部流场的激波位置与强度以及叶...     

旋成面叶栅一些杂交气动命题的新解法(Ⅰ)

本文提出了叶栅气动反命题和A型、C型及D型杂交命题的新解法。为此,引进了一种新的映象平面ξ-η。重点论述了C型杂交命题——设计出具有给定厚度分布和凸面流速分布的叶栅——的求解方法。这种新解法的优点是能更好地处理钝头叶型,也适宜与叶栅最优化理论配套使用,特别是它还易于推广到三元叶栅的杂交命题上去。     

矩函数及其在旋成面叶栅气动反命题及杂交命题中的应用

本文首先对旋转的任意旋成面上的理想可压缩流动引入一新通用函数——矩函数,并论证它的主要性质,接着将它推广到粘性气体的情况。然后,提出一个基于矩函数的旋成面叶栅气动反命题及A型杂交命题的通用解法。研究表明,矩函数对求解杂交命题(反命题是其特例)和跨声速流动具有明显的优越性。     

叶栅绕流的边界元法

一、前言 边界元法是继差分法和有限元法之后发展起来的一种新的数值计算方法。由于它有输入数据少,计算时间短,解的精度高等特点,引起了世界各国的重视。近几年,我国也开始了边界元法的研究,但在叶轮机械方面,边界元法的应用甚少。本文的目的就是探讨将边界元方法用于求解叶栅中的气体流动问题。