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。     

低雷诺数涡轮叶栅损失的实验与数值模拟研究

发动机涡轮部件在高空低速飞行条件下工作雷诺数降低，其损失显著增大、效率显著降低。本研究的目的是应用实验分析与数值模拟相结合的方法，深入认识高空低雷诺数条件下涡轮流动损失的特征和规律，数值计算是基于Jameson中心差分格式和Runge-Kutta时间推进的方法求解N-S方程完成，实验是在西北工业大学低速涡轮平面叶栅实验风洞进行。研究表明，随着雷诺数降低，涡轮叶栅流动损失增大，当雷诺数小于40000之后，涡轮叶栅流动损失呈明显增大的趋势。数值计算结果表明在低雷诺数条件下，涡轮叶栅吸力面后部流动产生了分离，这是流动损失增大的主要原因。数值预测的结果与实验测量结果的趋势吻合得相当好。     

一种新型叶片涡轮分级机流场的数值模拟

建立了一种带后弯导板的新型叶片形状涡轮分级机内腔叶片之间气-固两相湍流的双流体理论模型,并利用通用的流体力学计算软件进行了数值模拟。结果表明:该涡轮分级机在正常工作状态时,内腔流场遵循强湍流流动规律;当采用带后弯导板的叶片形状时,混合气流通过两叶片间流场会产生一种正方向的涡流,它可以抵消使用直叶片时由于涡轮高速旋转而不能克服的附加反方向涡旋,从而使流场更加稳定,容易形成整流,提高涡轮分级机的分级效率和分级精度。     

参数化设计模型与方法

本文概述了在计算机辅助设计发展过程中参数化设计的地位和通用的参数化设计模型，并从方法论的角度归纳了参数化设计研究的四种类型及其相应的典型方法，最后对这些类型和方法的性能进行了比较。     

大型曲轴用钢热成形材料模型的研究

通过对大型曲轴用钢35CrMo钢的热力模拟试验和数据处理, 研究了变形温度、应变速率等参量对35CrMo钢应力、应变关系和再结晶特征的影响.建立了该钢热成形的材料模型,给有限元数值模拟该钢热成形过程提供了基本数据,也为热成形力能参数和加热温度的合理确定提供了科学依据.     

圆盘涡轮式搅拌槽的数值模拟

用计算流体力学软件FLUENT6.2,多重参考系法对圆盘涡轮式搅拌槽在不同转速下的流动进行了整体数值模拟.采用标准k-ε湍流模型成功模拟了搅拌槽内的流动分布,考察不同搅拌转速和不同计算方法下搅拌桨的功率准数.给出搅拌槽内速度分布和湍流动能分布图.为该领域研究者提供指导.     

基于SolidWorks的三维模型参数化设计研究

阐述了在三维CAD系统中实现三维模型参数化设计的方法，介绍了自上而下和自下而上、建立三维模型库以及开发寄生式系统3种参数化设计方法，并且对SolidWorks软件的优缺点进行了讨论。     

基于参数化L系统的植物结构模型可视化模拟

植物学家归纳出的植物结构模型,规定了植物形态发生的方式以及植物生长的最终结构.根据结构模型进行植物建模可以精确描述植物的结构特点,可视化模拟其生长过程.探讨了利用参数化L系统生成这些结构模型的方法以及基于这些模型的植物形态可视化模拟,给出了模拟这些结构模型所需的L系统的迭代公理和若干产生式参数.在模拟具体植物时,该方法可以方便、快速地生成植物的空间结构.     

涡轮增压柴油机线性变参数模型

以平均值模型为基础,通过简化各子模型,得到包含4个变量的状态空间模型,并转化为线性变参数模型.4个状态变量分别是柴油机转速、扫气箱压力、排气管压力和压气机功率.以6S60MC型船用柴油机为例进行了仿真计算,并与平均值模型作了对比分析.结果表明,该模型相对简单而准确,可以直接用于基于模型的控制算法的设计分析.     

FDS模型在大型会展中心火灾疏散中的应用

以大型会展中心发生火灾时进行合理人员疏散、降低人员伤亡为目的,选定特定的国际会展中心进行火灾风险评估。对FDS火灾数值模拟理论进行分析,采用场模拟层次的大涡模拟技术,建立FDS火灾三维模型,通过模型演示了火灾现场人员疏散时间、人员逃生条件等因素的边界条件,为人群疏散避险提供指导依据。     

汽轮机润滑油系统动态数学模型

对典型汽轮机润滑油系统运行特性进行分析,通过基本守恒方程建立汽轮机润滑油系统主要模块的数学模型。所建模型可模拟机组在启停过程及非正常工况下润滑油系统的动态特性,为系统设计和系统运行提供参考依据,提高润滑油系统工作可靠性。     

基于热电联产的汽轮机组油膜振荡故障诊断系统设计

常规振荡故障诊断系统,采集振荡信号噪声较大,导致诊断的故障类别信任度较低.针对这一问题,提出基于热电联产的汽轮机组油膜振荡故障诊断系统.耦合热电联产生产方式,循环汽轮机组多余排汽,通过排汽热量增加系统发电量完成硬件设计;采用小波包降噪算法,消除采集振荡信号噪声,分解信号各个时刻和频带,排序频带内时域子信号能量值,构成故...     

汽轮机叶栅内蒸汽流动的数值模拟研究

蒸汽汽轮机叶栅内流动属于变截面管流问题.本文利用力学知识建立了叶栅机翼理论,利用Computational Fluid Dynamics （CFD）软件对蒸汽在汽轮机叶栅内的流动进行了数值模拟研究,包括稳态流动及非稳态流动,并对叶栅内部蒸汽流动的压力和马赫数进行了动态显示,分析研究验证了与流体力学有关机翼和叶栅边界层理论知识.     

MATLAB平台上非线性水轮机调节系统的仿真模型探讨

水轮机的过渡过程分为小波动和大波动 2种 ,用计算机仿真计算的方法分析水轮机调节系统 ,通常只能假定水轮机传递系数为常数 ,建立小波动模型 ,对大波动建模有一定难度 .通过分析 ,证明在SIMULINK下建立系统大波动过渡过程仿真模型是一种建立非线性水轮机调节系统仿真模型的有效方法     

混流式水轮机空化流动特性分析

采用混合物空化模型对混流式水轮机的内部流场进行了数值计算,得到了大流量工况、最优流量工况、小流量工况水轮机的内部流动特性。计算结果表明：在大流量工况和小流量工况下,尾水管中心截面的低压区与涡带是相对应的,压力脉动的幅值主要受尾水管涡带直径两端压力差的影响,其尾水管进口段左右两侧以及弯肘段附近均有较大的漩涡区域,造成较大的能量耗散,尾水管内有明显的回流现象,水轮机内部流动比较紊乱。     

基于性能预测的主油泵优化设计

主油泵是汽轮机组的供油系统中重要设备之一。对这类主油泵研制若采用传统以模型试验为主的研究开发过程,不仅成本高和周期长,而且对其流体动力性能的优化并不十分有效。本文介绍采用以全流道三维粘性流场数值模拟为基础进行性能预测的优化设计方法,通过数值试验取代传统模型试验来实现主油泵的优化设计技术。通过对引进的600MW汽轮机组配套的主油泵进行全流道三维流场数值模拟及性能预测,并与试验结果进行对比分析,验证了基于多工况流场数值模拟的性能预测技术的可靠性。结合国内大型汽轮机组配套的主油泵优化和自主创新工程需要,以某300MW汽轮机组配套的主油泵改造为具体对象进行优化设计,使其性能得到了很大的提高,进一步证明文中提出方法的可行性和可靠性。     

F级燃气轮机环形燃烧室设计方法的研究

采用总压恢复系数方法并结合数值模拟验证,进行了F级重型燃气轮机环形燃烧室的设计计算。根据燃烧室设计参数完成了环形燃烧室的总体设计方案,以及旋流器和火焰筒等部件的设计方案。采用数值模拟对设计完成的燃烧室进行性能分析,得出最优的值班燃料入口和预混燃料入口的旋流速度设定。在最优的入口旋流设定下,环形燃烧室内部流场能够形成两个旋转方向相反的回流区,保证了燃烧的稳定。此时燃烧室内的温度场、速度场和气体组成分布均能满足燃烧室的设计要求。     

工业汽轮机改作电站汽轮机调速系统的改造设计及应用

对工业汽轮机调速系统及其它系统进行相应的改造,充分利用闲置的设备,将汽轮鼓风机组改造成了汽轮发电机组,在短期内实现节能综合利用价值.     

基于PLC和触摸屏的工业汽轮机控制系统的设计

在综合PLC和触摸屏技术特点的基础上,结合工业汽轮机控制的要求,介绍了基于PLC和触摸屏控制系统的组成原理及软硬件设计方法.该系统安装维护方便、工作稳定、运行可靠、控制精确度高,监控功能完善,人机界面友好.     

微小型工业汽轮机智能交流伺服调节系统研究

为了解决微小型工业汽轮机组调节控制系统设备简陋,动态响应和稳态精确度差的问题,提出了一种采用交流伺服电机和模糊PID控制的自动调节系统．在对调节系统部件特性数据进行分析的基础上,应用机理分析法建立了工业汽轮机交流伺服调节系统的数学模型,建立了以模糊PID控制和常规PID为主的控制器仿真模型,并利用MATLAB（SIMULINK）进行了动态仿真．结果表明,采用交流伺服电机作为执行器比传统的机械式调节系统具有更优良的动态和稳态性;采用模糊PID控制策略的调节系统在减少调节时间、改善动态品质方面均好于常规PID调节器．为工业汽轮机交流伺服调节系统的进一步研究提供了理论基础．