基于全隐式紧耦合算法的颤振数值分析

为高效而准确地进行颤振问题的分析计算,发展一种全隐式的紧耦合算法,即将气动和结构动力方程各自构造为子迭代求解形式,在虚时间域上分别采用LU-SGS格式和Newmark方法交替求解气动和结构方程,以获得每一物理时间步的高精度解.气动方程在多块结构化网格下用有限体积方法离散,结构计算采用线性模型.一种径向基函数和超限插值结合的方法被用来进行气动网格的变形.运用所发展的算法,进行某二元机翼极限环振动和AGARD 445.6 Wing线性颤振的数值分析,二元机翼的计算获得极限环振动幅值随无因次来流速度变化的特性线,AGARD 445.6 Wing的颤振边界清晰地表现出跨音速"凹坑". 计算结果与文献和试验值较为符合,表明发展的全隐式紧耦合算法能够有效地模拟颤振问题.     

二维扩压器最优型线的理论研究和设计方法

本文运用最优控制理论和能预测素流边界层分离的经验公式,得到二维扩压器的最优壁面速度分布,根据此速度分布在Φ-Ψ平面上求解一个反问题得到扩压器的最优型线,为了避免在扩压器中产生分离,速度形状因子Г取值为-0.04～-0.05。计算结果与实验数据的比较表明,提供的设计方法可直接应用于工程实际。     

非对称矩形蜗室内气流特性的实验研究

采用激光多普勒速度测量系统对 3种运行工况下后弯离心通风机非对称矩形蜗室内 1 80°子午流面上气流流动特性进行了实验测量 ,分析了测量流面不同位置处速度的分布特点 ,以及改变转速后 ,蜗室前壁、中间和后壁区径向速度及合成速度的分布。结果表明 ,蜗室中间的主流速度在不同转速下均呈抛物线型分布 ;蜗室前壁区的涡流区随转速的提高逐渐缩小最后消失 ,该处主流速度向抛物线型分布发展 ;后壁区的垂直方向气流几乎不受转速的影响。     

小流量高压头离心鼓风机叶型优化设计

提出了一种基于均匀设计方法和计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)技术的离心鼓风机叶型优化设计方法。均匀设计方法用来生成试验样本点几何信息,各样本点性能评估分析则借助CFD技术来完成,样本点几何信息与其性能之间的关系则采用并行神经网络所映射的近似模型来给出,最后由遗传算法来对该近似模型进行全局寻优,并将其优化得到的相应结果加入样本点集中,重复最后两步,直到满足设定的终止准则。将该优化方法应用于某离心鼓风机叶型优化设计,以极大化等熵效率为目标函数,优化后叶轮的等熵效率提高了1.26%,说明该优化方法是有效的。     

氯气压缩机的高效设计方法及数值模拟结果分析

针对某企业年产7万吨的氯气压缩机,进行了基于叶轮表面速度最优分布的三元离心叶轮、扩压器、蜗壳设计及CFD叶轮内部流动分析,得出了设计方法可靠等3点结论。     

采用混合工质的两级离心压缩机性能数值分析

运用CFD技术对某两级再生气离心压缩机的外特性和内部流动情况进行了数值研究,重点分析了静止部件内气动参数的分布情况,其混合工质的物性按实际气体计算.数值模拟采用时间推进法,应用Spalart-Allmaras 湍流模型进行封闭求解.结果表明:整机结构设计合理,在较大的工况范围内外特性参数变化平稳且效率较高,在设计点上的参数符合设计要求;级间静止部件中沿主流方向不同截面上的气动参数分布有很大的区别,由此产生次级叶轮进口处的参数畸变易造成整机气动性能的下降,气动设计时应考虑.     

基于均匀设计和遗传算法的离心压缩机叶片优化设计

将均匀设计、CFD技术、回归分析方法与遗传算法相结合,发展了一种离心压缩机叶片优化设计方法.均匀设计用来生成试验样本点几何信息,各样本点性能评估分析则借助CFD技术完成,回归分析方法用于对样本点的信息进行函数逼近,最后由遗传算法对回归分析得到的逼近函数进行全局寻优.以极大化等熵效率为目标函数,将该优化方法应用于某离心压缩机叶片优化设计.结果表明:与初始叶轮相比,优化后叶轮的等熵效率有了一定的提高,说明该优化方法是有效的.     

空调室外机轴流换热风扇性能研究

空调系统现在广泛应用于大型商场、饭店、车间等场所。为了提高换热效率和换热量,空调室外机大多采用轴流式换热风扇。通过对比发现,通风量在5 300~6 600m3/h的中型空调室外机研究较少。为了提高通流量和全压,从而增强换热效果,本文针对某公司产品中分体式空调室外机轴流换热风扇进行了风管性能测试实验与数值模拟。其中为了考核数值计算的可靠性,对于模拟仿真如何与实验匹配进行了计算区域的研究。结果表明进计算区域出口长度存在恰当匹配,并为数值模拟与风管实验台测试吻合提出了一个数值模拟计算域的选取准则。     

非定常流动计算的 PISO 算法

与SIMPLE算法比较 ,PISO算法有其计算非定常流动的优势。本文针对非交错网格下PISO算法提出改进 ,简化其求解过程 ,使其计算步骤统一。斯托克斯第二问题计算结果比较 ,说明在非交错网格下改进后PISO算法比SIMPLE算法更适宜于非定常流动的计算 ,并可应用于叶轮机械内部动静耦合非定常流动的数值求解中     

串联透平压缩机系统稳定性的分析

以小扰动理论为基础，用集中参数模型建立了串联透平压缩系统的喘振点计算模型，并通过计算分析了不同储气槽容积，不同管道长度等对系统稳定性的影响。