时间推进通流气动设计方法的探索和分析

本文在时间推进法与风扇气动设计相结合方面进行了探索,初步形成时间推进通流气动设计方法及相应设计程序。该方法根本上克服了流线曲率法不能解决混合型方程组的困难,能适用于超音来流风扇的气动设计。采用该方法对高负荷亚音来流风扇、超音通流风扇和超音来流风扇进行气动设计,证实了该方法相对流线曲率法具有很大的优越性。     

轴向超音通流转叶风扇级的方案设计分析

面向大幅提高航空推进系统推重比等性能,提出采用轴向超音通流转叶风扇级以兼顾传统进气道减速增压功能,并进行了设计参数分析研究。研究表明,转叶进出口面积比是影响轴向超音通流转叶风扇级方案性能的重要参数;超音飞行条件下,综合对应的进气道因素,轴向超音通流转叶风扇级方案相比传统风扇可具有负荷、效率、重量优势。     

掠动叶对微型轴流风扇气动-声学性能的影响研究

轴向掠是叶片的径向成型方法之一.本文基于Fluent软件分别对具有前10°、后掠10°和径向0°动叶的三种风扇模型进行了定常流场和非定常流场的数值模拟,然后基于FW-H积分完成了风扇流动噪声的远场辐射计算,研究动叶的轴向掠对小尺寸轴流风扇气动与声学性能的影响.结果表明,前掠叶片和后掠叶片使风扇的全压在大流量工作区域低于0°径向风扇,内效率也略有降低.在气动声学性能方面,研究结果表明前掠不利于本文所研究的微型轴流风扇气动噪声的抑制,但后掠动叶降低了风扇的噪声,相比径向风扇,后掠风扇的远场噪声总声压级约下降1. dB.     

一类高压比新概念风扇转子激波结构探索

为适应未来超声速巡航飞机动力系统的要求,作为一种可能的解决方案,本文对于一类来流为轴向超声速、出口为相对亚声速的高压比新概念风扇开展了研究,主要采用三维定常粘性数值方法对转子通道内部激波结构进行了初步探讨,根据流场分布构造了转子三维激波结构,为此类风扇气动设计提供了一定的依据。     

航天器密封舱微重力对流换热的数值分析

本文以某航天器密封舱热控设计为背景，对其密封舱空间对流换热问题进行了三维流动与传热数值模拟。考虑到空间微重力等一些特殊因素等影响，着重分析模拟了密封舱压力变化、地面自然对流和空间微重力以及风扇设计状态等变化因素对密封舱对流换热影响关系。分析表明，风扇对流强化换热效果明显，可以忽略地面自然对流影响，而且使舱内空气温度均匀。     

新型回热器内工质流动数值模拟分析

文中利用fluent软件对新型径轴向混合填充式回热器内工质稳态流动和交变流动进行数值模拟,模拟结果显示,稳态流动时工质进口和径轴向填料的交界处工质压降较大;径向填料内工质流动分布均匀性优于轴向填料,但流动阻力较大.对交变流动模拟可以发现,在整个交变过程中填料丝两边区域流速大小和方向变化最为明显.     

离心泵启动过程的涡动力学诊断

在离心泵启动过程内部流动数值模拟的基础上进一步深入分析瞬态流动结构,研究启动过程中泵内能量分布的合理性及其对瞬态特性的影响,采用涡动力学方法对启动过程瞬态流场分布进行诊断。分别采用过流断面总压流分布和边界涡量流的轴向分量分布表征流体能量变化和叶轮局部对流体做功的效应。并用过流断面总压流的值来分析叶轮机械能与流体能量的转化情况。本文给出了针对泵内非定常流场的诊断过程,并为泵启动过程的控制和优化提供参考和依据。     

对转超音压气机低压转子尾迹对高压转子的作用研究

本文采用数值方法针对对转超音压气机转子叶片排间的相互干涉效应进行了研究,分析了超音转子在两级转子叶片排间具有三种不同轴向间距情况下的性能和前排转子叶片尾迹影响下的超音转子非定常特征。研究结果表明,轴向间距的增大使得尾迹在较长的间距内经过了较为充分的掺混,超音转子最大压比和最高效率随轴向间距的变大而增大;前排叶片尾迹的影响范围从超音转子叶片压力面直至吸力面,横贯整个叶片通道,较高叶展处的尾迹强于较低叶展处;横贯超音转子通道内的低压动叶尾迹先后与斜激波和正激波相互作用,尾迹区内熵进一步增大,并且由于尾迹区的传播速度由主流速度决定,尾迹在通道内继续向下游传播且传播显著延迟于通道外。     

空调用轴流风扇系统内流特性分析与应用

本文针对分体空调器室外机轴流风扇系统的特点，采用计算流体动力学方法对该系统中的气体流动进行数值模拟，内流分析与性能实验结果比较表明，ＣＦＤ技术能够有效地改进空调器风扇系统设计及其为不同叶型风扇的应用提供依据．     

QUICK格式在湍流旋流流动数值模拟中的应用

为研究不同精度的离散格式对湍流旋流流动数值模拟结果的影响,同时应用QUICK格式和混合格式对同轴射流旋流燃烧室内的湍流流动进行了数值模拟.在采用k-ε湍流模型的条件下,QUICK格式计算得到的燃烧室内气体轴向与切向速度及轴向脉动速度均方根值分布与实验数据符合较好,而混合格式给出的数值模拟结果则与实验有一定的偏差.     

由两个风扇转子设计得到的启示

本文对两个风扇转子设计进行了总结,从设计过程突破问题的关键以及流动的组织方面看,得到了几点有益启示,值得在新型叶轮机设计及有关问题研究中引以借鉴。     

从非定常效应看对旋风扇/压气机的工程实现

首先利用全隐格式的非稳态压力修正求解方法；计算对旋风扇级间流场非定常流动情况，并与实验结果进行了有益的对比；在动态实验研究中则通过单斜丝热线风速仪对对旋风扇级间速度场进行了详细分析，并揭示其级间非定常效应的独特规律：下游转子的非定常位势流作用在对旋级间流场的周期性非定常影响中占主导地位，级间径向速度的大小则主要与前级转子叶尖区和叶根区的二次流动旋涡强度有关．上述结果表明：对旋风扇／压气机的非定常效应对其性能有很大影响，如果很好地组织对旋叶轮的非定常流动气动布局，可进一步提高增压系统的压比、效率和稳定工作范围。     

风扇通流设计中环量分布形式的探讨

本文以时间推进通流设计方法为工具,设计了两个压比3.0级别的风扇转子,探讨了环量轴向分布形式对设计的影响.两个设计采用不同的环量分布,一为环量沿轴向线性变化,另一为环量沿轴向按余弦曲线变化,三维粘性计算结果表明,在峰值效率点,后者压比、效率和流量都高于前者.后者叶尖形成预压缩效果更为显著的叶型,对激波有更好的控制,激波后分离区小,更适合用于高负荷风扇的设计.     

周向弯曲低压轴流风机叶顶泄漏流动数值研究

本文采用数值模拟的方法,对三种带有周向弯曲叶片的低压轴流通风机(原型叶轮、周向前弯及后弯叶轮)的叶顶泄漏流动进行了研究。在数值计算与试验测量结果较为吻合的条件下,从流场和压力场等不同角度分析探讨了叶片周向弯曲后,叶顶泄漏流动和泄漏涡的形成和发展规律。数值计算结果表明,叶顶周向前弯加剧了泄漏涡与主流的掺混;周向后弯叶轮比前弯叶轮有助于减弱叶顶泄漏流动;强度大、衰减慢的泄漏涡,降低了叶顶的通流能力,同时与主流的掺混加剧也增大了叶轮的端部损失;此外,顶部间隙高度的增加,泄漏流动加强,旋涡的起始点更靠近叶片后缘。     

The Calderón Problem with Partial Data for Conductivities with 3/2 Derivatives

We study a chain of four interacting rotors (rotators) connected at both ends to stochastic heat baths at different temperatures. We show that for non-degenerate interaction potentials the system relaxes, at a stretched exponential rate, to a non-equilibrium steady state (NESS). Rotors with high energy tend to decouple from their neighbors due to fast oscillation of the forces. Because of this, the energy of the central two rotors, which interact with the heat baths only through the external rotors, can take a very long time to dissipate. By appropriately averaging the oscillatory forces, we estimate the dissipation rate and construct a Lyapunov function. Compared to the chain of length three (considered previously by C. Poquet and the current authors), the new difficulty with four rotors is the appearance of resonances when both central rotors are fast. We deal with these resonances using the rapid thermalization of the two external rotors.     

1+1/2对转涡轮应用中的关键技术问题

本文对1+1/2对转涡轮应用的关键技术问题进行了探讨。分析表明,出功比SWR是衡量1+1/2对转涡轮技术 难度的特征参数。增加高压转叶出口气流角和马赫数是降低出功比的两条现实途径。关于高压转叶与低压转叶非定常作用 的分析和理解将是1+1/2对转涡轮成功的关键。     

Modal balancing of flexible rotors without test runs: An experimental investigation

In all methods of balancing flexible rotors currently in use (modal balancing and influence coefficient techniques) test masses and test runs are required for the calculation of correction masses. In the modal balancing procedure suggested by Gasch and Drechsler [1] a simple identification method is used to find the generalized unbalances without test runs. In this paper the Gasch and Drechsler balancing procedure is reported and extended to multibearing rotors with initial shaft bow. Systematic experiments done on two test rotors are described. The results show that flexible shafts mounted in ball bearings can be balanced with very good results. Even rotors in fluid film bearings, exceeding the scope of modal theory, were balanced with good results.     

Long range order in the ground state of quantum interacting rotors in two dimensions

It has been rigorously proved that the ground state of interacting quantum rotors in two dimensions exhibits the magnetic long-range order in the ferromagnetic case. The assumptions are that the interaction is between nearest neighbors and it is strong enough, and that rotors are sufficiently heavy. The proof is based on the Reflection Positivity technique.