提高气冷涡轮气热耦合计算精度的措施

温度场计算的准确性对气冷涡轮的设计影响极大.实际的气冷涡轮在运行状态下,存在多种物理现象:冷气带来的燃气组分变化、湍流、转捩、温度边界层的发展变化、热辐射等.而在数值计算中,计算结果也要受到网格质量的影响.采用自编程序、商业CFD软件对某两级气冷涡轮、C3X以及MARK Ⅱ叶片进行计算,分别描述冷气组分变化、计算网格、湍流模型以及转捩温度场模拟精度的影响;同时定性分析温度边界层复合性质与辐射换热对温度计算的影响.得出在气热耦合计算中,考虑上述因素的影响是很有必要的.     

冷气喷射对直叶栅型面压力及气动损失分布影响的实验研究

提高燃气涡轮比功率，降低比油耗要通过升高涡轮入口温度和压气机压比实现，但必须对涡轮叶片实施诸如气膜冷却等保护措施。Ito和Goldstein[1]，Yamamoto[2]等分别研究了冷气喷射对在叶栅气动性能的影响。本文通过实验研究了冷气喷射对叶型型面压力和叶栅流道内气动损失的影响，并得出了一些有意义的结论。1实验装置实验在哈尔滨工业大学发动机气体动力研究中心低速风洞实验台[3]上进行。图1及表1给出了实验用叶片型线（取自一典型涡轮导向器叶型），冷气喷射孔位置及静压孔分布。叶片表面前缘、吸力面后部和压力面后部开了三列孔，每列孔…     

一种新的计算叶轮机械内流场的方法——涡-速度方程组在数值求解叶轮机械内流场的应用研究

本文以涡-速度形式N-S方程为基础,提出了对惯性与非惯性坐标系均适用的叶轮机械内流场的计算方法,推导了非惯性坐标系下的涡-速度方程组及其在任意非正交曲线坐标系下的展开式,上述方程组与惯性坐标系下的方程组具有相同的形式,证明了该形式的非惯性效应仅表现在初、边值条件的实现上,本方法在很大程度上简化了具有复杂几何域的叶轮机械内流流场的数值求解。     

NUMERICAL INVESTIGATION OF THREE-DIMENSIONAL VISCOUS INCOMPRESSIBLE FLOWS IN DIVERGENT CURVED CHANNELS AND TURBULENT MODEL STUDY

In order to make the numerical calculation of viscous flows more convenient for theflows in channtel with comphicated profile governing equations expressed in the arbitrarycurvilinear coordinates were derived by means of Favre density-weighted averaged method,and a turbulent model with effect of curvature modyification was also derived.Thenumerical calculation of laminar and turbulent flows in divergent curved channels wascarried out by means of parabolized computation method.The calculating results were usedto analyze and investigate the aerodynannic performance of stator cascades in compressorspreliminarily.     

Numerical investigation of three-dimensional viscous incompressible flows in divergent curved channels and turbulent model study

In order to make the numerical calculation of viscous flows more convenient for the flows in channel with complicated profile governing equations expressed in the arbitrary curvilinear coordinates were derived by means of Favre density- weighted averaged method, and a turbulent model with effect of curvature modification was also derived. The numerical calculation of laminar and turbulent flows in divergent curved channels was carried out by means of parabolized computation method. The calculating results were used to analyze and investigate the aerodynamic performance of stator cascades in compressors preliminarily.     

基于区域分解算法的叶顶间隙流场的数值模拟

本文采用Marini－Quarteroni的不重叠区域分解算法和“镶嵌”式间隙网格技术,开发了可计算叶项间隙流场的N－S方程求解程序。通过计算结果同实验显示结果的比较表明,本文的计算方法不仅可以很好地描述叶顶间隙流动的细节,而且在复杂区域流场计算中是非常有效的。本文指出在叶栅存在间隙时,前缘产生什么样的拓扑结构不仅取决于相对间隙的大小,同时也取决于叶栅的负荷情况。     

壁面吸气抑制分离减少流动损失的研究

研究了斜流压气机具有大尺度分离的导向叶栅内的流场结构;通过对壁面不同吸气位置与吸气量对流场结构及损失的影响分析,并借助于拓扑分析的手段,探讨了针对于大尺度分离结构条件下吸气点位置的选择原则,总结出了端壁与吸力面吸气位置与分离结构之间的对应关系。     

涡轮叶栅气热耦合数值方法与验证

应用三阶精度TVD格式和自由型曲面阿格技术,对涡轮内冷叶片进行气热耦合数值模拟.结合商用软件采用多种湍流模型计算方法的结果进行实验验证和对比分析,结果表明,商用软件采用传统湍流模型对温度边界层的模拟是不合理的,采用考虑转捩的湍流模型,调整转捩起始雷诺数,可以较好地模拟温度边界层的热传导.本文对非转捩区边界层温度的计算结果与实验结果吻合较好.     

涡轮叶栅气热耦合数值模拟

本文建立了透平机械叶栅流场与叶片温度场的气热耦合计算模型,编制了三维非正交曲线坐标系下的温度场求解程序,计算了实心及空心叶片的温度场分布。介绍了区域分解方法在耦合计算及并行计算中的应用,以矩形区域温度场求解程序为例研究了程序的并行化,最后进仃了叶栅流场计算与叶片导热计算程序的分区耦合计算。     

弯曲叶片在压气机中的应用

一、前言 透平的弯扭联合成型叶片在国外已发展到实用阶段,但这种叶片应用在压气机中是否合适,国内外有关研究资料甚少,在有限的几篇研究报告中所得结论并不完全一致。有些实验表明,在压气机中采用弯曲叶片的效果是比较显著的。美国的G·E公司在其先进的E~3发动机设计中已采用了这一先进技术。为了弄清压气机在什么条件下采用弯曲叶片最佳,本文首先对弯曲叶片中流动机理进行较深入分析,通过一些具体算例,探讨了压气机中采用弯曲叶片的优越性。