采用动网格技术的合成射流控制叶栅流动分离数值研究

采用大涡模拟,利用动网格技术,通过求解三维非定常雷诺时均 Navier-Stokes 方程,对零质量合成射流进行了数值模拟。研究的合成射流最大速度为6.5m/s,激励频率为80Hz。结果表明：吹气过程,振动薄膜向前运动气流在射流出口形成剪切层,剪切层向外卷起形成涡环;在吸气过程,振动薄膜向后运动,涡环继续向下游运动,射流出口处的气流被吸入腔体;射流出口处速度呈正弦分布。合成射流可以有效抑制叶栅吸力面的流动分离,控制后分离区域由原来的28.60%轴向弦长(Cax)减少到了17.23% Cax。合成射流的各个过程都可以抑制流动分离,但吹吸气交替过程以及吸气过程的控制效果有所减弱。     

透平机械叶轮叶片三维参数化造型及六面体网格生成方法研究

叶轮是向心透平和离心压缩机中的重要部件,其几何形状比较复杂,采用良好的网格进行有限元分析,以获得精确的强度和振动特性,是其安全性的重要保证.针对叶轮结构特点,采用CAGD (computer aided geometric design) 技术实现叶轮的三维实体参数化造型;然后使用同胚原理和BMSweeping(sweeping via background mesh interpolation)等方法建立叶轮六面体网格生成方法.为了保证有限元分析的精确性,建立叶轮上叶片根部倒角、轮盘气道进口处等特殊结构的网格生成方法.100 kW微型燃气轮机的向心叶轮网格划分表明, 使用上述方法生成的网格质量较高,能很好地满足有限元分析要求.     

汽轮机叶片振动特性的三维有限元分析

提出汽轮机叶片静频和动频的计算方法，引入三维８节点非协调单元，建立了叶片的三维有限元分析模型，并考虑了长叶片几何非线性变形对频率的影响。最后对两个实际叶片的振动特性进行了计算分析，计算结果与试验结果吻合良好。     

液滴与弹性固体表面撞击过程的研究

在工业生产及航空航天领域,经常出现由于液固撞击而造成固体材料侵蚀的现象,为了防止固体材料侵蚀破坏,就必须准确全面地了解液固撞击过程、推导了可用于研究液体——弹性体撞击问题的非线性耦合波动模型,并将其应用于不同粒径、不同撞击速度的液滴与弹性固体撞击过程的模拟。大量的数值模拟发现,量纲一化以后,不同粒径的液固撞击过程是相似的。此外,还对不同撞击速度的液固撞击过程进行了研究,给出了最大量纲一压力,最大量纲一等效应力以及最大等效应力点位置随时间的变化。最后在大量计算结果的基础上总结出了量纲一峰值等效应力随撞击马赫数的变化规律,为液滴侵蚀固体表面问题的研究提供了有力的基础。     

基于API 617的离心压缩机转子系统动力学特性研究

本文依据API 617的转子动力学设计要求,对某离心压缩机的转子系统展开动力学特性分析,首先对转子-轴承系统进行建模,再次对其进行临界转速计算,计算结果依据API617的要求进行判定,最后对其开展了稳定性分析。研究结果可以指导压缩机的主机设计。     

新能源形势下的“智慧汽轮机”及其研究进展

将信息技术的最新成果应用于汽轮机设计、制造和运维等各环节有助于满足新的能源形势下对汽轮机高效、灵活发电的需求。论文提出"智慧汽轮机"的概念,说明其架构、特点以及全寿命周期解决方案,介绍以机器学习和深度学习为代表的人工智能算法在"智慧汽轮机"通流设计、控制策略、故障预测、知识迁移等方面的应用,总结"智慧汽轮机"发展亟待解决的6个关键问题,为发展"智慧汽轮机"提供了思路和具体的示例。     

汽轮机调节级三维复杂流动的数值研究

汽轮机调节级的部分进汽特性,不仅对机组的气动性能和效率具有较大的影响,还在一定程度上影响到其安全性能.基于三维黏性可压缩N-S方程,采用结构化六面体网格,运用有限容积法,构造了带有进汽室的150 Mw汽轮机调节级三维黏性可压缩计算模型,对其内部复杂流动进行了详细研究.分析发现:由于部分进汽.调节级进汽室内部流动较为紊乱...     

微型航空喷气发动机转子动力学特性数值模型研究

微型航空喷气发动机的应用越来越广泛,转子系统对于其安全可靠性具有重要的影响。基于有限元分析软件ANSYS,采用APDL编程,首先建立了可以精确模拟转子几何形状的三维有限元转子动力特性分析模型;其次采用管单元模型,建立了具有工程精度、简单快速的转子动力特性分析模型。分析表明管单元模型与三维模型的计算结果具有良好的一致性,说明了本文建立的管单元简化模型的精确性与合理性,从而为工程实际中分析复杂结构转子的动力特性提供了一种简单、快捷的方法。     

基于热流固耦合分析的重型燃气轮机透平高压叶片寿命研究

先进高效的重型燃气轮机透平高压叶片工作在高温、高压、高转速的严苛环境中,为了评估其安全可靠性,本文基于三维稳态粘性Navier-Stokes方程,考虑气动与热物理场的耦合,运用共轭计算技术和SST湍流模型建立了具有完整内外冷却结构的某燃气轮机高压透平叶片热流固耦合分析模型和寿命分析模型,获得了叶片温度分布及相应的应变应力场,并详细分析了叶片上热障涂层和金属基底的寿命状况。研究结果对理解和掌握先进的燃气轮机透平叶片设计技术具有重要参考意义。     

基于深度卷积网络的裂纹转子耦合故障检测方法

针对传统裂纹转子故障检测方法精度低、适应能力差、严重依赖人工经验的缺点,提出了一种基于深度卷积神经网络的耦合故障检测方法,实现对转子多种耦合故障的自动端到端检测;结合准确的裂纹转子数值模型对方法进行验证,在算例中同时考虑了裂纹位置、裂纹深度和不平衡量3种故障检测任务,检测精度分别为0.899、0.923、0.997,显著高于其它机器学习方法。同时讨论了转速工况和学习样本对神经网络检测性能的影响。建立的方法摆脱了传统机理方法对信号处理技巧的依赖,可以实现可测振动信号到多种故障特征的直接映射,同时检测精度高,具备自动适应变工况的能力。