轴向倾斜式周向槽处理机匣对压缩机的扩稳效果研究

针对某亚音速轴流压缩机转子进行周向槽处理机匣的数值模拟.相对于原始的径向式处理机匣,周向槽前倾63.4°,可以在更低的效率损失情况下获得更大的稳定裕度.流场分析表明:周向槽轴向前倾改变了槽内的气流流动结构,减小了流动损失,降低了槽的径向输运能力,增加了周向输运能力,扩稳效果更好.     

叶轮和蜗壳匹配关系对离心泵性能影响的研究

运用计算流体动力学(CFD)技术研究不同蜗壳面积对泵流场的影响,采用六面体结构化网格离散计算区域,数值计算使用NUMECA软件包的Euranus求解器,采用Jameson有限体积差分格式,并结合κ-ε湍流模型对三维雷诺时均N-S方程进行求解。模拟结果认为,泵的面积比越大,泵的高效区范围越狭窄,性能曲线越陡峭;扬程曲线随面积比的减小向右上方移动。在设计中实现叶轮和蜗壳的最佳匹配,可使离心泵发挥最佳的工作性能。     

风速及风向对舰用燃气轮机进气流量的影响

本文在一大型低速风洞上,用实验的方法模拟了在舰用燃气轮机上,风速及风向对进气室流量的影响,得出了模型上风速及风向对进气流量的影响规律,以及两台燃气轮机气室在不同风速及风向下进行气流量的差别。模型上真实模拟了烟囱及上层建筑与进气口的相对位置,对实验所得结论从机理上进行了详细的分析。     

用CFD研究离心压缩机叶顶间隙对内部流场的影响

采用商用软件NUMECAL中FINE/TURBO模块对低速大尺度离心压缩机(LSCC)在不同间隙条件下的内部流场进行了数值模拟。给出了压缩机叶轮出口处的通流速度分布以及不同截面二次流矢量、二次流流线等计算结果。结果表明:叶顶间隙的大小与泄漏流动的强度和通道内的尾迹区位置分布密切相关,泄漏流动与通道涡的相互作用严重影响了通道内的流场分布。     

考虑间隙的压气机转子内部流动的数值模拟

采用时间推进法求解三维N-S方程，开发了一种用于计算考虑顶部间隙的压气机转子内部流场的三维粘性程序。对某压气机转子顶部间隙内的流动进行了详细的数值模拟，计算结果与试验结果吻合良好。通过分析可以发现，动叶顶部问隙的流动将引起叶片顶部气流的欠偏转，从而降低了转子附近相当大区域内的做功能力。同时，对于间隙内细微的流动结构也进行了较为深入的分析。     

后置蜗壳斜流风机整机数值模拟

使用商业软件Numeca的Fine／Turbo模块，对包含斜流叶轮与蜗壳一体的斜流风机进行整机计算。对一斜流风机在设计转速下不同工况点进行了数值模拟，并与试验结果进行了比较，吻合较好。通过特定截面的不同流动图谱，证实了蜗壳、叶轮相互作用引起的整机流场的不对称性。研究结果表明，叶轮内部叶顶间隙区二次流动和叶轮与蜗壳相互作用引起的涡系是影响斜流风机效率的主要原因。     

单级轴流压气机内部三维流动的数值模拟

采用一种快速求解三维粘性流场的计算方法求解轴流压气机的内部流场及全工况特性。该方法采用时间推进法和有限体积差分格式进行求解，对某单级轴流压气机内部流动进行了详细的数值模拟，计算结果与试验结果吻合良好，同时对压气机内部流场进行了分析。     

一种改进的涡轮叶片叶型损失预测模型

借助于内部试验和公开发表的大量的叶型损失试验数据,在Kacker和Okapuu的叶型损失预测模型的基础上,提出一种改进的损失预测模型。和传统的方法相比,采用改进的损失预测模型能够更加准确地预测最新设计的涡轮叶片(包括高载荷低压涡轮叶片)的叶型损失。     

轴流压气机周向槽扩稳机理的有效利用

利用NUMECA软件数值模拟了某单级亚音轴流压气机在不同转速下的工作,在验证了数值模型的可靠性后,对压气机进行了多种周向槽结构的数值模拟。结果表明,周向槽扩稳的有效性并不单纯依赖于机匣的处理面积和槽深,而是更取决于有效的处理位置。当处理位置合适时可以以较少的槽数和较小的槽深达到较佳的处理效果。最佳槽深的设计应与失速类型以及压气机的类型紧密相关。对亚音压气机其槽深应根据扩稳要求和压气机的性能要求来设计,一定的槽深是一定的扩稳效果的前提。     

槽深对跨音速压气机稳定性影响的数值仿真

为了研究不同槽深下的周向槽对压气机稳定性的影响,由于带槽结构下的转子37失速类型仍是叶尖失速,但是带周向槽结构的主要失速因素是叶尖间隙的泄漏涡,且不同轴向位置的周向槽所造成的损失也是不同的。为解决上述问题,利用NUMECA软件和系统的数值模型对某跨音速压气机进行了数值仿真,对三类带周向槽结构的计算结果进行了分析,结果表明,设计中讨论最佳槽深应先给定效率损失要求,并且应以研究最佳槽位置的选择为主。对压气机周向槽处理机匣的设计,不一定要设计涉及整个叶片的处理机匣。对于跨音速压气机在叶尖泄漏涡严重的位置优化设计,可提高压气机稳定性能。