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.     

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…     

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.     

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.     

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。     

300MW汽轮机末级采用弯叶片对反力度的影响

本文通过求解多级透平Ｓ２流面的欧拉方程组和计算三维无粘环形叶栅排的三阶精度ＴＶＤ格式的数值方法、以及模化吹风实验,对３００ＭＷ汽轮机末级在不同侧型面以及弯角的情况下反力度的变化进行了全面的分析．讨论了在Ｄ／ｌ较小的透平级中不同侧型面、不同倾角、以及子午面对反力度影响的新的物理现象．给出了在Ｄ／ｌ较小的透平级中采用不同的侧型面对反力度的影响规律．     

前缘逆主流喷射冷气时涡轮叶栅流场性能研究

前缘逆主流喷射冷气对壁面静压有明显影响;冷气与主流掺混及卵型涡的形成导致近叶片表面处能量损失增加;吸力面或压力面根部出现与通道涡旋向相同或相反的涡系;卵型涡能够以一定形式保持到叶栅出口并与尾迹作用,使出口处气动参数剧烈变化．     

不同积叠线形式对涡轮性能的影响

用求解Ｓ２流面平均Ｅｕｌｅｒ方程组程序对一个两级涡轮进行了数值模拟,静叶采用弯叶片,且采用了不同的积叠线生成方式;用高精度三维ＮＳ方程求解软件对第一级静叶进行了不同弯曲方式的数值模拟,分析了不同积叠线生成方式对涡轮性能的影响。     

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。