叶轮机三维反方法伴随方程推导及其应用

通常的叶轮机械三维反方法存在以下问题:与使用者的经验相关;难以考虑多叶排之间的气动匹配;不能保证取得最优解等。本文创新性地将反方法与伴随方法相结合,充分利用伴随方法的计算时间与优化变量个数无关的特性,以期克服反方法的诸多问题,建立三维自动化的优化设计体系。本文首先推导了反方法的中弧线生成方程;在此基础上得到的Euler方程的伴随方法及其边界条件,中弧线生成方程的伴随方程及其边界条件;进一步地,本文开发了相应的设计体系;最后本文以亚琛1-1/2涡轮级为算例验证了本方法的有效性。     

多级环境下基于非定常/定常流混合分析的叶片颤振预报方法

发展了多级叶轮机环境下应用于叶片颤振预报的非定常流/定常流混合分析方法。对于叶片颤振预报,采用了基于能量法的单向耦合方法。非定常流计算采用了高效的频域谐波方法,定常流计算采用了时间推进方法。在非定常流和定常流交界面,发展了基于滤波技术的无反射混合平面方法。本文发展的叶片颤振预报方法,忽略了叶排干涉非定常流对叶片颤振稳定性的非线性影响,但包含了多级定常基础流动效应。通过对某二级风扇的颤振预测验证了该方法的有效性。     

时间谱方法的扩稳与加速技术研究

时间谱方法作为目前应用最广泛的频域计算方法,很容易在现有的定常求解器上进行扩展而实现。但是当非定常流组分的频率足够大时,时间谱源项的刚性不仅会影响求解的收敛速度,甚至会引起求解的不稳定性。块雅可比方法通过采用迭代的方法对时间谱源项进行隐式处理,不仅能够简化离散方程的隐式求解,也能很好地起到稳定计算结果的作用。同时通过对通量雅可比矩阵的近似LU分解,减少LU分解的复杂度,也可以加快计算收敛。本文将采用不同的算例,研究块雅可比方法及近似LU分解对周期非定常流时间谱计算的稳定及加速特性的影响。