透平准三元设计中S_2流面计算探讨

一、引言 自从吴仲华教授创立的叶轮机械三元流动理论广泛应用于叶轮机械的气动设计以来,S_1、S_2两类流面的三元迭代求解方法有了迅速发展。在准三元迭代计算中,由于流线在子午面投影是连续的,若给定远方进、出口参数及间隙站环量,就可一次解出多级叶片中心S_1流场,而S_2流面由于动静叶间有相对运动,在稳定流动下只能计算一有前后延伸空段的单排叶片段,且此延伸空段的参数是多级中心S_2流面计算所没有的。因此为S_1流     

CAS压气机转子中跨声速三元流动的S_1/S_2流面准三元迭代解

本文对我所跨声速单级轴流压气机0.8和0.9设计转速下转子通道内及其上、下游的流场,进行了S_1、S_2两类流面迭代计算,分析了三元跨声速流场,并与使用双焦点激光测速仪的测量结果进行了比较。在分析计算中,以激光测量的出口绝对气流角分布,常规测量的出口滞止压力分布及通过扭矩测量值校正得到的转子效率为输入参数,进行了6轮迭代计算,得到了跨声流场的收敛解。计算结果与测量值较接近。     

关于叶轮机械非径向计算站的S_2流面气动计算主方程的讨论

本文从任意曲线坐标的叶轮机械三元流动基本方程出发,导出了使用非径向计算站的正交坐标系的S_2流面的y向运动方程,且证明了Hetherington所使用的方程(1974)是正确的.通过转换,指出了这里导出的主方程(9)和[2]的(11)式是一致的.     

对亚音速静子使用一个中心S_2流面与多个S_1迴转面的三元迭代解

根据五十年代初开始建立起来的三元流动通用理论,利用文献[2—5]提供的计算机程序,用一个中心S_2流面和几个S_1迴转面交叉迭代的方法进行了高亚音静子的三元气动设计(反问题)计算。在交叉迭代过程中,静叶前S_1流片的形状和厚度变化及前、后远方的边界条件是一个不易确定的问题。本文通过新近提出的一个满足静叶前间隙中规定气体参量的相当流场的计算方法得到S_1流片的形状和厚度以及远前方周向均匀的进气条件。在迭代过程中熵的处理的一致性也是一个需要考虑的问题。计算结果表明S_1计算中必须适当考虑熵增的影响,以便与S_2流场中的熵值相一致,并能得到较高的迭代精度。这样做后,本文经过四轮迭代,就得到了S_1和中心S_2对应点上的各项参数相对差别都在2％以内的收敛解,并同时得到了满足流量和厚度分布的叶型及其叶面上的压力分布和速度分布,因之是一个可以实用的三元流叶片设计方法。     

离心压气机转子内部流场S_1／S_2全三元迭代解

为了比较准三元解和全三元解的差异，验证准三元解在计算离心压气机转子内部流场的准确程度，研究离心压气机转子内部流场全三元流动特性，本文对一有激光测量结果的高压比离心压气机［１］叶轮内部流场进行了全三元迭代计算，分析了Ｓ１／Ｓ２两类流面在叶轮通道内分布形态，比较了两类流面准三元解与全三元解的计算结果，讨论了无粘二次流的分布。并进一步和激光测量值及Ｎ－Ｓ三元直接解进行了详细的比较。     

在并行网络上实现叶轮机械内部流动两类流面准三元迭代并行计算

叶轮机械S1／S2两类流面迭代计算具有天然可并行性，在科学与工程计算国家重点实验室的SGI工作站网络上首次实现了两类流面准三元迭代并行计算．     

CAS压气机转子跨声速流场S_1/S_2流面全三元迭代解

作为跨声速单级压气机基础研究工作的一部分,本文在过去完成的跨声速流场准三无迭代解的基础上,发展了在任意翘曲的S_1流面和若干个S_2流面上跨声流函数解相互迭代的全三无计算程序体系。对CAS跨声单转子内部流场进行了验算。经过七轮迭代,第一次得到了三元跨声流场(不假定无旋)全三元迭代解,验证了跨声速全三元迭代计算的收敛性。     

后掠冀跨声流场S_1/S_2流面全三元迭代解

一、前言 叶轮机械三元流动通用理论提出的使用两类流面迭代求解叶轮机械三元流动正反问题的方法,已成为内流数值计算的一个基本方法。随着计算机速度的提高、内存的扩大,越来越多的三元直接解投入了使用。但是两类流面迭代求解仍然是叶轮机械内流计算的一个重要方法。     

斜流通风机的准三元设计法

一、子午面流线的确定 由沿准正交线q(见图1)的平衡条件式 dC_m~2/dq+A(q)=B(q) (1)来计算子午面流线。 A(q)=2(1/(r_mcosε)+(sinφsinε)/r+(dφ)/(dq)tgε) (2)式中: B(q)=2[d/(dq)(P_0/ρ-(C_θ)/r (d(rC_θ)/dq] (3) P_0/ρ=(P_(01)/ρ)+(uC_θ-u_1C_(θ1))-ξ_PW_1~2/2 (4) 全压损失系数ξ_p和当量扩散系数D_(cq)分别表示     

多级跨音速压气机S_2流面正反问题混合计算

多级跨音速压气机Ｓ＿２流面正反问题混合计算苏杰先，冯国泰，魏沫，胡昆（哈尔滨工业大学）一、前言大型航空发动机跨音速压气机的发展有力地促进了小型弹用发动机的飞速进步。美国的＂战斧＂式巡航导弹用发动机Ｆ１０７－ＷＲ－１００以及法国的弹用发动机ＴＲＩ－６０...     

高压比离心压气机S_2流面跨音计算

一、前言 近年来在直升机及小型地面动力装置中广泛地采用了高压比离心压气机,因其在较高效率下可达到很高的级压比.但随着压比的提高,叶轮线速度增加,导风轮出现跨声流动.早期为了避免跨声导风轮设计困难,往往在设计时控制进口叶尖M数不大于1.目前已出现了一些叶尖M数在1.2左右,级压比在8以上的离心压气机.     

透平级S_2流面内的反问题湍流计算

本文发展了应用湍流流函数方程计算湍流流场的方法。计算了扭曲叶片Ｓ２流面的湍流流场．在非正交曲线坐标可压湍流方程组中包含了以无量纲形式表示的能量方程，熵方程和Ｋ－ε湍流模型方程。固壁边界上采用了壁函数方程。通过计算得到了透平级内部的湍流流动合理的收敛解。此方法可以通过调节子午通道的形状及环量的大小分布来防止流动中负速度的出现，为高效透平级的设计提供了一种新的途径。     

DFVLR压气机转子中跨声速流动的两类流面准三元迭代解

本文依据三元流动的通用理论,完成了一个跨声速压气机转子流场的准三元迭代计算。计算表明,使用S_1跨声速正问题程序和S_2反问题程序的迭代方法是十分有效的。计算中一系列合理措施的采用,解决了迭代的收敛问题,收到了颇为满意的效果。文中的算例是西德具有详细内部流动测量数据的DFVLR跨声速转子的设计点工况,计算结果与实验值进行了比较。     

径向压气机动叶中三元流动的计算

本文采用以MacCormack法为基础的时间相关有限体积法,对径向压气机动叶中三元流动进行了数值计算.文中上风格式和交错网格的运用保证了求解的稳定性并给方程的离散求解带来了很大的好处.计算结果和实验数据的吻合程度是令人满意的.     

氦透平膨胀机叶轮(理想气体)S_2流面流场计算

为保证核聚变装置EAST(Experimental Advanced Super-conducting Tokamak)氦低温系统的稳定运行,其核心部件氦透平膨胀机必须满足制冷量的要求;因此有必要用流线曲率法对低温氦透平膨胀机T2叶轮流场进行计算。经过计算得出T2叶轮子午面流场,同时也对叶轮性能进行分析,结果完全满足要求。     

准静态颗粒流流动规律的热力学分析

本文分析了颗粒流的介观结构及其特征,提出了颗粒流的双颗粒温度概念Tkin和Tconf,表征颗粒无序运动和构型无序演化的程度;进而作为非平衡变量,与经典非平衡热力学(classical irreversible thermodynamics,CIT)变量共同构成颗粒流的热力学状态变量集,确定了颗粒流的能量转换规律和熵产生率等,发展了颗粒流双颗粒温度(two granular temperate,TGT)模型.以体积恒定的简单剪切准静态颗粒流为例,结合离散元模拟(discrete element method,DEM),确定了双颗粒温度模型所需的材料参数,分析了颗粒流发展段的规律和稳恒段的有效摩擦系数.     

带分流环的S_2流面流场线松弛计算方法与程序

一、前言 在风扇发动机中,内外涵分流环的形状与位置会对风扇发动机的性能有明显的影响.因而,了解分流环表面的速度、压力等的分布以及其对流场的影响,对于提高风扇发动机的性能具有重要的实际意义. 本文所介绍的这个计算程序采用任意非正交曲线坐标与相应的非正交速度分量的叶     

离心压气机叶轮内三元流动的计算与分析

第一部分基于[1]的理论、和[2、3]的解法提出一种离心叶轮内三元流动的改进解法,它含两层迭代计算,内层为一系列任意通流截面上沿非正交流面坐标s_1和s_2方向气动热力学方程组的迭代求解,外层为两个相关流场迭代求解,最终得包括延伸域的叶片通道三元解。解法通用于普通、分流及串列叶片叶轮。 第二部分为计算与实验比较,目的是验证发展中的三元解法,并了解和分析离心叶轮内重要的内部流动现象,即无粘解法的适用范围,流面的翘曲,及通流截面是的二次流谱。     

离心泵内具有射流-尾迹模型的三元流动计算

本文立足于吴仲华教授的三元流动理论,并把实验中归纳的滑移系数引伸到三元流动,提出了一种有分离的三元流动计算方法. 为了证实方法的可行性,用它作了一个离心泵叶轮的改型设计。实验结果是使泵的效率提高了约4％,初步表明对改进现有的离心泵设计方法是有效的。     

论叶轮机械S_1和S_2流面问题方程判型准则的多样性

针对对文献[1]中方程判型准则的讨论中未获解决的问题,澄清了对一些问题的混乱理解,正确进行了流面问题的类型判别,揭示了主方程与方程组在类型上的关系,阐述了气体动力学二维问题判型准则的多样性,解释了有关流面问题判型准则物理意义的疑难。