轴流风机叶片表面层流边界层解

在全三元流动计算获得了叶片表面速度分布的基础上，对一台０．８０ｍ直径匠轴流式通用风进行了叶片表面层流边界层求解。首先用积分方法导出了适用于计算机解的层流边界层微分方程，然后进行了计算并获得了所有层流段边界层的物理参数。该项研究成果边界层的控制和叶片优化，以及风机损失计算和效率的提高提供了依据。     

轴流风机叶片表面紊流边界层解

在全三元流动计算的基础上，对一台０．８ｍ直径的轴流式通风机进行了全面的叶片表面边界层的计算，包括层流边界层解，紊流边界层解．并判别了边界层的不稳定点，转捩点和分离点．获得了所有的边界层参数．该项研究成果为风机损失计算，叶片优化以及效率的提高提供了依据     

平面气垫叶栅内气－固两相流动的特性研究

用计算方法对进入具有由粘性流动模型导出的初始条件的气相流场主流区及边界层区的颗粒轨迹进行跟踪，并引入边界惯性模型、分析气垫叶片特有的加厚边界层对造成磨损的粒子轨迹的影响，结果表明气垫叶栅中气垫对粒子的作用会改善叶片表面的工作环境，从而起到了减轻对叶片磨损的作用     

考虑边界层堵塞的离心泵滑移系数修正

通过分析滑移系数两种定义形式的不同,可以得到流动滑移量是滑移系数计算的关键.考虑由粘性效应引起的边界层堵塞的影响,由边界层理论对离心泵叶片表面的边界层进行求解,计算出边界层位移厚度,从而对叶轮流动滑移量进行了修正,使滑移系数的计算更为精确.通过对一组离心泵的滑移系数和扬程的实际计算,结果表明：由于叶轮表面边界层堵塞的影响,使滑移系数计算值减小,使计算出的理论扬程和实际扬程也相应减小,与实验值更为接近.     

平面气垫叶栅内气—固两相流动的特性研究

用计算方法对进入具有由粘性流动模型导出的初始条件的气相流动主流区及边界层区的颗粒轨迹进行跟踪，并引入边界惯性模型、分析气垫叶片特有的加厚边界层对造成磨损的粒子轨迹的影响，结果表明气垫叶栅中气垫对粒子的作用会改善叶片表面的工作环境，从而起到了减轻对叶片磨损的作用。     

平面气垫叶栅内气—固两相流动的特性研究

用计算方法对进入具有由粘性流动模型导出的初始条件的气相流场主流区及边界层区的颗粒轨迹进行跟踪，并引入边界惯性模型、分析气垫叶片特有的加厚边界层对造成磨损的粒子轨迹的影响，结果表明气垫叶栅中气垫对粒子的作用会改善叶片表面的工作环境，从而起到了减轻对叶片磨损的作用。     

en方法在无限展长后掠翼边界层转捩判断中的初步应用

文章利用三维雷诺平均Navier-Stokes方程求解程序、三维层流边界层方程求解程序以及三维线性稳定性方程求解程序进行了中、小后掠无限展长机翼边界层转捩预测的研究。三维雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程求解程序为三维层流边界层求解程序提供层流边界层外边界的流动参数,后者为基于三维线性稳定性理论的en方法提供高精度的边界层速度型,由en方法得到的边界层转捩信息反馈给三维RANS求解程序,上述3种程序的耦合构成了一次对边界层的转捩判断。经过几次上述流程,边界层转捩的位置收敛,将计算得到的转捩位置与实验测得转捩位置进行比较,初步验证了文中方法的可靠性。     

基于棚内气象数据的冬季大棚番茄蒸腾计算

彭曼-蒙特斯方程(P-M方程)在大棚温室的实际应用中存在的困难是气孔阻力rc和边界层空气动力学阻力ra的测量和计算.根据空气动力学方程和能量平衡方程,提出了冬季大棚温室作物叶-气系统中叶片层流边界层阻力rb、冠层上方湍流边界层阻力rg、空气动力学阻力ra和叶片气孔阻力rc的计算公式,并结合棚内实测数据计算了rc和ra的特征值(75 s/m和96 s/m).利用P-M方程模拟计算了冬季大棚番茄作物蒸腾速率,并与实测值进行比较,结果表明,冬季大棚番茄作物日蒸腾速率的实测值和模拟值基本一致.     

eN-Database转捩预测方法在三维非结构求解器中的耦合与应用

为了提高机翼等飞行器部件在粘性绕流下的气动力预测精度,研究了在非结构RANS求解器中耦合转捩预测的方法。以求解三维ONERA M6机翼的转捩点位置及气动力特性为例,求解过程为:先将RANS方程求解得到的机翼表面压力分布作为层流边界层方程求解的输入参数;然后采用e N-Database转捩预测方法分析层流边界层方程求解得到的边界层内相关参数,并得到机翼的转捩点位置;最后将转捩点位置传回RANS求解器中,重新进行流场计算得到考虑转捩后的气动力特性。使用上述方法计算出的结果与实验值吻合较好,验证了程序的有效性。     

高超声速边界层转捩的油膜干涉测量技术研究

高超声速边界层转捩预测对于飞行器的设计十分重要。在Φ500 mm常规高超声速风洞中开展了高超声速平板边界层转捩的油膜干涉测量技术研究。为了快速、准确地测量表面摩擦阻力因数,针对高超声速风洞的运行特点,对常规油膜干涉测量技术进行了改进,采用高速相机记录干涉条纹图像,并在实验中采用热电偶实时测量模型表面温度变化来修正硅油黏度因数。实验测量了光滑表面平板和布置单个方形粗糙元平板的表面摩擦阻力因数。光滑表面平板的边界层为层流流动状态;增加方形粗糙元后,粗糙元在其后方产生的尾涡促进了边界层流动转捩为湍流状态。并且实验测量的不同状态下的表面摩擦阻力因数与数值计算的结果相吻合,表明该实验方法具有较高的精度。     

叶片倾斜角度对小型轴流风扇静特性的影响

采用叶片周向倾斜设计法,改变一直叶片小型轴流风扇叶型,得到不同周向倾斜角的小型轴流风扇,并对其内部流场进行定常流动的数值模拟,分析直叶片、前倾斜叶片、后倾斜叶片等风扇叶型对气动性能的影响。模拟结果表明,采用叶片前缘倾斜设计可减弱附面层分离,改善风扇流动状况,从而达到提高风扇静压和效率的目的。     

基于典型鸟类翅膀特征的小型轴流风机叶片仿生设计与试验

基于提取的雀鹰、长耳鸮翅膀的表面特征对小型轴流风机的叶片进行仿生优化,以求提高风机的气动性能。设计出8种仿生风机模型,通过CFD计算选出最优的仿生风机模型进行性能试验验证,并与原型风机进行了对比。对比试验流量-静压曲线发现,仿生风机气动性能明显好于原型风机,最大质量流量提高了6.1%,最大静压提高了7.0%,并发现V型截面好于圆弧型截面。本研究为叶片仿生参数的进一步优化提供了前期基础。     

基于CATIA的轴流风机叶片仿生参数化建模

为解决轴流风机仿生叶片三维造型不能直接应用提取的鸟翅膀翼型问题,通过对风机叶片的几何分析,推导出叶片二维平面叶型坐标到三维空间坐标的转换关系。运用EXCEL对叶型截面各离散点进行处理得到相应的空间坐标;基于CATIA的自由曲面造型功能生成叶片曲面,再转化成实体叶片;采用FLUENT对所设计的轴流风机模型进行仿真分析,计算结果与设计要求比较吻合。     

基于AxSTREAM的后导叶动调轴流风机的气动设计

基于叶轮机械设计软件AxSTREAM完成了对带后导叶的动调轴流风机3种运行工况下的动叶设计.并对比分析了设计后动叶在运行工况点的性能,找到同时适合运行工况的最佳动叶型.根据最佳动叶对R级动叶可调轴流风机匹配后导叶进行整机的三维气动数值验算.结果表明:气动设计得到的叶型中工况c设计出的动叶在3种工况下运行最合理,同时,匹配后导叶后,充分地利用动叶出口旋绕动能,提高通风机的全压效率和全压压比,设计工况点下的性能均有提高;同时也为动调风机的工程应用提供了快速高效的设计方法.     

利用雕鸮羽毛的消音特性降低小型轴流风机的气动噪声

为降低轴流风机的气动噪声,借鉴了雕鸮羽毛的消音机理,将其羽毛的消音特征以条纹结构和锯齿形态的形式,在轴流风机叶片上进行重构,设计了耦合仿生轴流风机。同时采用试验优化的方法,与原轴流风机进行了模型对比试验,研究了条纹及锯齿参数对风机叶片气动噪声的影响。结果表明,耦合仿生轴流风机具有较低的气动噪声值。在1000、1100、1200、1300和1400r/min五种转速下,耦合仿生轴流风机的A声级值最大可分别降低4.9、4.5、4.6、4.9和5.8dB。     

Effects of circumferential configuration concerning splitter blade on the aerodynamic performance in a transonic axial fan

For a certain type of transonic axial fan, the flow field of a fan rotor with splitter blade was computed by numerical simulation, and the shape of the rotor was modified. The effects of different circumferential distributions concerning the splitter cascades upon the aerodynamic performance were investigated. The studies show that the optimum splitter cascade is not very close to the suction side of main blade. The load between the main blade and the splitter blade can be soundly distributed in terms of the adjustment of circumferential position of the splitter blade. The best aerodynamic performance can be successfully obtained according to the optimum shape of the expanding fluid channel reasonably formed by the splitter blade and the main blade.     

微型轴流风扇优化设计系统的设计实现

设计高性能的微型轴流风扇,同时降低设计成本、缩短设计周期,是轴流风扇研究的主要目标.采用孤立叶型法、计算流体动力学技术和遗传算法相结合的策略,构建微型轴流风扇优化设计系统.该系统采用面向对象的设计方法和模块化的构造方法,采用C++及Open GRIP语言编写,并提供开放式接口,使系统易于完善和扩充.在此系统下可以实现微...     

高强度、低尺度紊流进气条件下低速轴流风机的噪声研究

详细描述紊流进气条件下低速轴流风机的气动噪声的试验和理论研究气动试验包括测量了三种不同紊流进气条件下风机进口的紊流强度、紊流尺度、风机叶片的尾迹宽度以及平均速度、压力等参数声学试验包括测量了风机排气端的总声级和１／３倍频程频谱理论上首次把尾涡脱落和进气紊流结合起来完整地研究了风机的宽频噪声，给出了轴流风机宽频源的声压谱密度函数的表达式，在计算叶片脉动力时，首次采用可分离的波数函数模型，使得计算过程大为简化理论和试验都表明，尾涡脱落和进气紊流同是风机的主要声源，相对而言，紊流进气对噪声的影响要大于尾涡脱落，其中紊流强度是影响风机噪声的最主要参数     

防爆抽出式对旋轴流局部通风机叶轮的静力分析

为提高矿用防爆抽出式对旋轴流局部通风机叶轮的安全可靠性,以FBDC№9.0/2×30型通风机叶轮为研究对象,利用有限元分析软件对叶轮建立了有限元计算模型,对其应力和位移进行了计算.经测试,通风机运转平稳,无异常声响,风量为655～978 m3/min,全压为412～3 443Pa,静压为118～3 314Pa,最高静压效率达到70.35%,最高全压效率达到74.23%,比A声级噪声为17.6 dB,叶轮的强度和刚度满足要求.样机试验及现场应用表明:对该型通风机叶轮所建立的计算与分析模型正确;通过合理的设计,采用等厚圆弧板叶型、普通热轧低碳钢板材质作叶片的对旋轴流叶轮,其强度、刚度能够满足要求,整机的空气动力性能较好.     

Investigation and numerical simulation of inner-flow of an axial mineflow fan under low flow rate conditions

Because of unstable properties of axial mine flow fans working under conditions of low flow rates, the safety and reli-ability of fans in their operational zone is reduced. At times, serious vibration may bring about the destruction of equipment or even jeopardize the safety of entire factories. By means of oil flow visualization techniques and numerical simulation, we have investi-gated the inner-flow of an axial mine flow fan working under low flow rate conditions. The fundamental reasons of complex flow phenomena of the inner-flow of the flow fan under these stated conditions were revealed. At the same time and in order to improve the inner-flow under conditions of low flow rates, a blade separator and air separator were designed. From our tests we found that the blade separator and air separator are two kinds efficient methods to improve the unstable working characteristics of the axial mine flow fan operating under low flow rate conditions. The effect of the improvement of the air separator is stronger than that of the blade separator.