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。     

平面叶栅中心流线法反问题计算机程序及算例

本文介绍以解析形式的函数为设计自变数的平面叶栅中心流线法反问题计算机程序及其可用范围.利用它可以快捷简单地进行大量叶栅设计,以及探讨一些叶栅具体问题.例如由本文的算例可见,目前有些工厂对叶型加工公差只规定了叶型各处的绝对最大允差值是不太合适的.     

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     

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。     

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     

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.     

解任意迴转面叶栅的高阶展开中心流线法

一、前言 由吴仲华教授最早提出的“中心流线法”是对叶栅进行设计或计算的一种行之有效的方法.很明显,中心流线法原来的计算误差是由两个方面造成的:(1)沿中心流线数值求导的误差;(2)沿展开方向Taylor级数的收敛性及取项较少带来的误差.文献[3]提出的解析解法使第(1)方面的误差得以消除.为了减少第(2)方面造成的误差,主要途径应     

求解振动叶栅非定常绕流的“振荡中心流线法”

一、概述 随着高性能燃气轮机和大功率蒸汽轮机的发展,叶轮机械的气动弹性动力稳定性问题已日趋尖锐,成为技术上必须加予注意和解决的问题。而求解这个问题的关键是准确地确定叶轮机叶片振动时的非定常气动力,亦即是求解气流流经振动叶片的振荡流场。本文将中心流线法的基本思想发展应用到求解振动叶栅的非定常绕流,提出了“振荡流线”     

平面叶栅气膜冷却流动的数值模拟

为了能够准确地对透平叶栅气膜冷却效率进行数值预测,本文采用了FNM形式的结构化网格,对一个平面叶栅中的气膜冷却流场进行了数值模拟。计算中采用了包括LU-SGS-GE隐式格式和改良型高精度、高分辨率的MUSCL TVD格式的时间推进算法求解三维RANS方程以及低Reynolds数q-ω双方程湍流模型。计算结果表明本文采用的模型及方法在低吹风比的条件下可以较准确地对气膜冷却效率进行数值预测。     

具有混合型边界条件的叶栅流动计算

1、前言 本文讨论的混合型问题,仍属叶轮机械中的“正问题”。但其中某些边界条件是未知的,须依赖适当的物理假定。这些假定在被实验证实之前,至少必须在计算求解时是可行的。 典型的例子是具有长短叶栅的离心压气机叶轮的S_1流面流动和有内外涵道的风扇压气机转子内的S_2流面流动。本文将以前者为例,讨论这种“混合型”问题的解法。 2、基本方程     

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。     

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.     

用高阶隐式矢通量分裂格式求解平面叶栅的跨音流动

本文应用高阶隐式矢通量分裂法直接求解Reynolds平均Navier－Stokes方程组。该方法避开了近似因子分解及矩阵运算，具有精度高、稳定性好、计算量少等优点。在平面叶栅跨音流场的计算中，较好地捕获了激波，与实验比较，结果令人满意。     

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.     

平面扩压叶栅静叶相对位置改变对流动的影响

本文选取某重复级压气机平均半径处的型线,进行平面扩压叶栅非定常数值模拟。对8组不同的静叶相对位置进行了非定常计算,讨论了不同位置时流场的流动特点,优化出第一级、第二级静叶在给定的气动条件下最佳相对位置。     

两种透平叶栅三维流动的计算分析

本文以数值手段分析研究两种不同叶片造型的三维环形叶棚内的定常粘性流动及损失情况，数值方法采用三维可压缩粘性流动压力校正其法求解N－S方程及k－ε双方程湍流模型．新一代透平叶片型线设计与传统叶片型线的差别在于叶片型线的后部加载特性．本文通过计算分析了这种后加载叶片与传统加教叶片应用于汽轮机时对控制三级叶栅损失与二次流发展的作用．     

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。     

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。     

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。     

叶顶布置蜂窝的涡轮平面叶栅间隙泄漏流动研究

本文提出一种将蜂窝结构直接布置在涡轮动叶顶部的抑制涡轮径向间隙泄漏流动新措旌,数值研究了有/无蜂窝叶对涡轮平面叶栅间隙泄漏流场的影响。结果表明,蜂窝叶顶使得进入蜂窝腔的间隙流体形成旋涡运动,对间隙流具有能量耗散的作用,形成的径向射流类似于"气动栅栏",增加间隙内流体的运动阻力,进而对间隙泄漏流产生有效的抑制效果。与常规无蜂窝平顶叶栅相比,蜂窝叶顶叶栅的相对泄漏流量减低了约10%,形成的泄漏涡尺寸减小,叶栅出口下游总损失降低了4%。