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.     

跨声速叶栅流动中激波与层流边界层干扰的分析与计算

基于实验结果,对流动模型进行了分析。提出了叶栅通道内激波系中“主要分支”的概念。此主要分支位于激波系的前沿。边界层外部流动M数在此发生最剧烈的下降。由于激波系的不稳定,叶栅实验中的非二维性,光学玻璃窗的折射等原因,使纹影照片中激波阴影加宽,而阴影的宽度并不体现激波强度。对包括激波与层流边界层干扰的跨声速边界层的特点进行了讨论,并编制了一个计算程序。用该程序计算了一个典型的超声速入口,M_i=1.34,跨声速叶栅边界层的发展。其结果与实验数据相比,有很好的一致性。进一步证实了所提出的主要分支概念,该计算简便,在UNIVAC-1100机上仅需2—3分钟CPU时间。     

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。     

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。     

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。     

不同长度端壁翼刀对跨声速压气机叶栅二次流影响的数值研究

对可控扩散叶型(CDA)环形叶栅和4种具有不同长度和流向位置的端壁翼刀叶栅内的三维黏性流场进行了数值模拟。结果表明:较长翼刀对气流横向流动的阻断作用较强,较短翼刀产生的附加损失较小;加装翼刀后叶栅中部气流流动状况显著改善,但端壁附近损失有所增加;翼刀加装在流道前部比后部更有利于降低总能量损失,占据前1/2流道的翼刀方案为本文最佳翼刀方案,使叶栅总能量损失比原型叶栅低2.2%。     

跨声速涡轮叶栅流动计算及与激光干涉测量结果的比较

一、前言 发展高负荷涡轮,进行气动设计,需要做大量的气动实验和计算研究,这就需要发展先进的实验设备、测试技术和数值计算方法。跨声速涡轮的流场,高压、高温、高速,有激波,激波与边界层相互作用将产生分离。对此种复杂流动现象,测量技术难度大,数值计算模型也复杂。因此,数值计算研究与实验研究紧密结合,互相促进,互为补充理应得到     

压气机叶栅流场和气动性能的无粘流-边界层迭代计算

本文给出一种计算压气机叶栅流场和气动性能的无粘流-边界层迭代方法.这种方法能够计算叶片后缘附近有紊流边界层分离的流动,考虑了尾迹对主流的位移效应.对一个高亚音速压气机叶栅的最小损失工况,计算得到的叶片型面M数分布、叶栅出口气流角、总压损失系数和试验值符合良好.     

跨音叶栅多种命题的流函数解法

在求解跨音叶栅反命题及形形色色混合型命题时,将该命题所规定的边界条件均设法转换成用流函数ψ来表示的边界条件,从而得出物理概念十分清晰的形式比较统一的迭代求解途径.对跨音反命题的一些计算指出,本文方法是可行的,且有算例表明,此方法也可用来作为设计无激波超临界叶栅的一种手段。     

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。     

平面叶栅跨声速流动的计算——中心流线法的某些发展(四)

由于中心流线法的公式在亚声速与超声速时是一致的,且在M=1时没有奇点,所以可以利用它来计算跨声速叶栅中的无强激波流动.将计算结果与实验数据比较,说明这样做是可行的.文中还分析了此法的大致应用范围.     

在二维叶栅势流计算中边界元法的应用

一、前言 边界元法是近年来兴起的一种新的基于边界积分方程的数值计算方法.Brebbia将其归之为加权剩余法的一个分支,但该法比有限元和有限差分法更具有解析——数值计算特点.有别于区域计算法,边界元法通过引入一个满足场方程的奇异函数作为权函数,将问题的区域计算转化为边界计算.由于所获得的一组边界积分方程仅联系边界上各个     

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。     

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%。     

多网格法求解Euler方程的叶栅绕流计算

一、前言 求解Euler方程是叶栅跨音速流数值模拟的重要方法之一.为了提高收敛速度,目前Euler方程多网格算法有了很大的发展.这种方法利用不同的网格尺寸有利于消除不同波长误差的原理,将数值解放在粗、细几种网格上反复进行,最终保证解具有细网格的离散精度,而求解过程又有粗网格的收敛率.我们的研究表明,正确地设计不同网格     

超音速叶栅与变动来流干扰的噪音计算

一、序言 文献[1]介绍了后掠超音速叶栅由于振动引起的非定常空气动力的计算方法,用它可预估超音速叶栅非失速颤振。文献[1]的理论也可用来计算变动来流干扰引起的作用于叶片上的非定常空气动力以及因之而产生的噪音。本文介绍其方法的概要和一些算例。 这方面,梶,岡崎和西山,小林对于直叶栅、難波对于旋转叶栅、菊地对于超音速叶栅进行了研究。菊地着重考察了前置静叶在周向倾斜时的三元影响,本文着重考     

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.     

平面叶栅优化设计计算

基于文[1]本文以叶栅损失系数ξ作为目标函数,采用两级递阶控制计算模型,寻找在最优控制变量作用下的最优流速分布及最优动量损失厚度θ。结合变分有限元计算方法和最优化方法,对叶型几何参数进行协调寻优。论证了利用大系统理论建立适合平面叶栅气动设计计算优化方法的可行性,旨在为气动设计提供一种新的优化方法。     

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。     

任意翘曲S_1流面上气流通过转动叶栅与静止叶栅流场的统一计算

将通过转动叶栅的定常的相对流动和通过静止叶栅的定常的绝对流动相连接,作为统一流场求解.这样在实际的压气机和透平的计算中与S,配合,可以组成多排叶片的同时统一计算,得出多排叶片的准三元和全三元分析计算与设计. 在计算中,采用了广义的Kutta-Jukowsky条件.对最后一排叶片的出气角,中间叶栅的流函数值进行调整.实际计算表明,这种调整是敏感和有效的.计算结果表明:相对于不定常计算,计算比较简单,可供工程使用.