单级轴流压气机数值仿真研究

压气机作为发动机推进系统的关键部件,部件的性能对发动机多项性能指标有决定性的影响.为了提高发动机的稳定性,需要对压气机数值模型进行研究.采用计算流体力学方法,空间离散格式采用二阶精度的高精度数值格式来求解雷诺平均的N-S方程.通过数值仿真数据和公布的通用压气机实验数据对比,在压气机数值计算中得到与实验一致的结果,并分析了湍流模型和动静叶交接面对压气机总性能数值计算的影响.结果表明,选择适当的模型可以使数值仿真更接近实验结果,对工程应用有一定的指导作用.     

两种空调器室外机组风扇的流场和噪声实验研究

针对国内空调器室外机组风扇气动性能差、噪声高的特点，进行了日本三菱电机空调器和国内某品牌空调器室外机组用风扇气动性能和噪声实验研究。利用风机性能实验台测量了两种风扇的特性，用热线风速仪测量了两种风扇出口同一位置的流场参数分布，用噪声测武装置测量了两种风扇的噪声。实验结果表明，在满足同样的使用要求的前提下，国内某品牌空调器室外机组用风扇的性能明显低于日本三菱电机空调器用风扇的性能。通过实验研究，能够发现空调器室外机组高噪声的原因及解决的方法。     

进气畸变在风扇/压气机内传递的数值研究

发展了准三维压气机流程分析模型，实现了对进口流场畸变在压气机内的传递和总温生成系数的数值模拟。对某型发动机三级风扇的数值计算表明，进口流场畸变经过压气机通道传递，畸变扇形区的位置和形状均发生了明显变化，这说明通常使用的古典平行压气机理论是不完善的；进口总压畸变沿着压气机通道是逐渐衰减的，叶尖区的畸变衰减比叶根处衰减得快。而在叶尖处的总温畸变生成比叶根处的总温畸变生成得大。     

低雷诺数涡轮性能计算研究

以某单级涡轮和某两级涡轮为研究对象,基于发展的子午面流线曲率法计算程序,采用四种含雷诺数效应的损失模型,对涡轮气动热力性能进行了数值模拟计算分析,对比分析了各种损失模型在基本假设、损失机理、损失预测、涡轮性能计算方面的差异.论文特别针对低雷诺数工作条件下航空燃气涡轮的性能进行了数值计算,分析研究了雷诺数变化情况下,涡轮性能变化的规律,比较了不同涡轮损失模型对低雷诺数涡轮性能计算的结果.分析结果表明,由于在基本原理和基本假设等方面的差异,不同损失模型的适用条件不同,预测结果差异也较大,在涡轮设计中应特别予以注意.     

基于转捩模型的涡轮流场及性能数值模拟

基于耦合Langtry-Menter转捩模型的SST湍流模型,通过求解雷诺平均的N-S方程组对不同雷诺数工况下5台涡轮部件的性能及流场进行了全三维粘性定常计算。计算结果表明,所预测的5台涡轮效率及流通能力随雷诺数减小的变化量较俄罗斯经验关联曲线所给出的变化量偏低1~2个百分点左右。总的来说,建立的基于转捩模型的数值计算方法能够较好地评估雷诺数效应对涡轮性能的影响,具有较好的工程应用价值。     

畸变进气条件下风扇三维非定常流动数值模拟

分析畸变进气情况下轴流风扇/压气机三维流场和性能的三维可压缩模型.该模型利用流线曲率法求得叶片对气流做功的叶轮机源项,然后通过求解带源项的三维非定常Euler方程,对风扇/压气机内部三维流场和性能进行模拟.利用该模型对某一跨音速风扇转子的三维流场和性能进行了数值模拟分析,特别是分析对比了在进口无畸变和进口有畸变情况下的风扇内部三维流场和气动性能.研究结果表明,该三维理论预测模型能有效地分析进气畸变对轴流风扇性能及其稳定性的影响.     

传声器阵列反方法及其对飞机噪声源识别

为了完善飞机气动噪声源识别测量技术,并认识当代大型客机气动噪声源的基本特征,改进噪声源识别的大型平面传声器阵列。该阵列由104个传声器组成,104个传声器在平面中的位置通过计算机优化设计的方法确定。并用数值模拟的方法检验平面传声器阵列的频谱特性。应用此阵列在西安咸阳国际机场对近20个架次的进场着陆飞机噪声源进行试验测量。通过实验验证传声器阵列技术和传声器阵列数据处理软件。     

考虑过失速特性的多级轴流压缩机的性能模拟

分别以一台2级风扇、8级高压压缩机为考核算例,进行了计算并与试验数据进行了对比分析.计算结果表明:嵌入考虑过失速模型并考虑其它影响的压缩机特性预测模型具有很好的预测精度.     

叶片表面粗糙度对高负荷低压涡轮的流动影响

为了得到不同工况下表面粗糙度对涡轮叶片叶型损失的影响规律,采用数值模拟的方法对某前加载叶型在不同攻角和不同雷诺数下的流动进行了详细的分析。结果表明,当攻角i=0°、10°时,叶片表面并无明显的分离现象出现,当i=20°、25°、30°时,叶片表面都出现了不同程度的分离,且攻角越大分离越严重。当攻角一定时,增大雷诺数对抑制分离泡的出现有促进作用;当雷诺数也一定时,增大叶片表面粗糙度对抑制附面层的分离有明显的效果,且雷诺数越大抑制分离所需的粗糙度值就越低。攻角为20°,雷诺数分别等于25 000、50 000、100 000、150 000、200 000时,抑制分离所需的最佳粗糙度值依次为38、14、5.1、2.5、1.7 mm;攻角为25°,相同雷诺数下抑制分离所需的最佳粗糙度值依次为230、50、11、4、2.2 mm;攻角为30°,雷诺数分别等于50 000、100 000、150 000、200 000时,抑制分离所需的最佳粗糙度值依次为3 200、800、120、29 mm。最后,建立了一套不同攻角下抑制分离的最佳粗糙度-雷诺数关系模型,并编写了相应的C语言程序。通过该程序,只要得知叶片工作的攻角与雷诺数大小,便可直接算出抑制附面层分离的最佳粗糙度值。     

高温气流温度的测量

本文对高温气流温度测量的特殊性进行了分析讨论,给出高温气流内热电偶丝的换热方程,分析高温测量的问题特征。简述了根据热电偶动态换热平衡方程确定气流温度的基本原理和数学计算方法。