透平叶栅非轴对称端壁优化目标比较

基于双控制曲线和改进的Kriging代理模型建立了非轴对称端壁优化设计系统.以Durham叶栅的端壁优化为例,研究不同优化目标对优化结果的影响.研究表明:在通道涡形成段减小横向压力梯度可以有效抑制通道涡强度,进而减小流动损失;在通道涡发展段减小横向压力梯度有助于降低主流区二次流损失,但端区损失明显增大;增加横向压力梯度...     

轴流透平多截面气动设计方法研究

本文基于完全径向平衡方程,研究发展了一套多级轴流透平多截面气动设计方法和叶片造型方法.采用该方法对某型燃气轮机四级透平进行了气动设计,并对设计出的透平进行了三维定常流场计算,结果表明,三维计算结果与设计结果吻合较好.     

燃气轮机透平叶片传热和冷却研究:端壁冷却

在现代低展弦比燃气透平设计中,端壁的换热与冷却问题随着透平进口温度的不断提高已经变得至关重要。综述了国内外有关透平端壁气动、换热与冷却方面的研究进展,特别展示了端壁冷却研究领域一些最新的典型研究成果,并基于目前的研究发展趋势指出:在端壁的换热与冷却技术研究领域,新型气膜孔和端壁的改型设计将得到进一步的研究;兼顾端壁换热冷却和气动性能的多目标多学科优化问题将是一个具有挑战性的研究重点;此外端壁的复合冷却技术及其相关的流热耦合换热研究将为端壁的高效冷却设计提供重要支撑。     

多级蒸汽透平三维叶片设计

应用多级三维可压流场计算程序对某机组低压叶片进行了三维设计,通过三维设计,级效率比常规设计提高了１％以上。     

轴流压气机非轴对称轮毂造型对间隙流控制研究

对带静子间隙的单级轴流压气机进行了全三维数值模拟,流场分析表明静子间隙泄漏流在通道端壁区引起较大的流动分离。为控制流动损失,对静子轮毂进行了非轴对称造型,造型后的压气机总性能得到改善。流场分析表明:非轴对称端壁造型改变了壁面静压分布,改善了间隙泄漏流在通道内的流动结构,消除了通道出口处的回流损失区,使压气机总压比增加,等熵效率提高0.9%。     

透平叶片的气动优化设计系统

发展了一个叶轮机械叶片全三维粘性杂交问题的气动优化设计系统。该系统包括分析技术与组合优化技术的耦合：前者基于高精度、鲁棒型的数值分析方法，已成功地用于蒸汽透平叶片的流动分析．并经详细考核已将其纳入到了实际的叶片气动设计体系；后者基于优秀的iSIGHT商用优化平台．通过对多种优化方法的集成从而发展了组合的叶片全三维气动优化策略。数值结果与试验数据的比较表明了这一气动优化设计系统真正纳入到工业设计体系是完全可能的。     

给定通流部分形状时多级轴流压气机效率优化

用一维理论对轴流压气机的初步设计作进一步的研究。导出了多级轴流压气机特性关系，建立了在给定通流部分形状时最优化设计的数学模型，得到了解析关系，并以某三级压气机为例进行了数值计算，所得结论具有一定的普适性，对多级轴流压气机的初步设计有一定的指导作用。     

多级轴流压气机气动设计体系的国内外研究进展

轴流压气机设计体系对压气机的设计周期和性能有着重要影响。为了能够更好地了解轴流压气机设计体系的发展情况,本文对其进行了整理综述。首先,结合轴流压气机涉及到的设计方法,对国内外轴流压气机设计的发展过程进行了介绍,主要包括一维二维设计体系、准三维设计体系和全三维流场计算模拟技术;然后,在整理完整设计体系要求的基础上,简述了国内外现有比较完整的轴流压气机设计体系。就目前发展来看,随着工程要求的不断提高以及计算机技术的提升,全三维流场计算模拟技术势必会成为今后的发展焦点,各公司和研究机构也在此基础上对原有的设计体系开展技术攻关。     

轴流转桨水轮机协联特性试验数据分析方法研究

采用人工神经网络和一维优化方法,构成了对轴流转桨水轮机协联特性试验数据进行自动分析的方法,可以在获得试验数据的基础上,自动求出水轮机的协联特性。与传统的人工计算方法相比,大大缩短了计算时间,而且避免了不同工作水头下的特性换算,提高了分析计算精度。     

某型多级轴流压气机三维CFD流场分析及气动优化

以某11级轴流压气机为研究对象,通过三维计算软件对某型压气机整机建模及流场进行了数值模拟,分别计算了设计工况、变工况及改变导叶安装角等工况的特性,得到了压气机流量－压比特性曲线、流量－效率特性曲线,与压气机的性能试验数据进行了对比,其误差在可允许范围内.同时对压气机的每一级的数据行了分析,总结了该压气机的气动设计规律.通过流场分析得到出口导叶的流场分布不合理的结论,并通过对其母型机的流场分析,提出了改进的方案.这些工作对压气机的设计开发提供了宝贵经验.     

亚临界600MW汽轮机通流部分优化设计

介绍了上海汽轮机有限公司与西门子西屋公司采取联合设计的方法,采用一系列具有当代国际先进水平的汽轮机设计技术,对亚临界600MW汽轮机通流部分进行了优化,并在上海吴泾第二发电有限责任公司1号、2号机上实施.通过热力性能鉴定试验,吴泾第二发电有限责任公司1号、2号机各项性能指标都达到或超过预计值,具国际先进水平,表明这些优化措施是成功的.     

高压涡轮动叶前缘新型几何特征对流场结构影响研究

本文提出一种前缘前伸内凹且根部叶片略厚的新型动叶片设计方法,旨在通过这种新型叶片控制前缘马蹄涡的生成和发展,通过根部叶片较厚到中间区域叶片厚度略低的三维设计和积叠方法,实现动叶片的弯叶片效果。论文以某高压涡轮叶片为研究对象,从能量损失系数、型面压力分布、旋涡沿流向变化对比分析了新型叶片与原型叶片对流场结构的影响。研究表明叶型前缘新的几何特征使马蹄涡得到控制,流场内流动得到改善。     

汽轮机叶片枞树型叶根轮缘优化研究

叶片是汽轮机中重要的零部件之一,其可靠性直接关系到整个机组的安全运行。因此,通过改进叶片结构来弥补材料强度方面的不足,减少叶片事故,进而提高整个机组的安全性是非常必要的。对汽轮机叶片枞树型叶根轮缘完成了多变量优化分析工作,基于APDL编程语言对枞树型叶根轮缘进行了多参数建模,通过求解7个特征变量的优化值,以达到叶根轮缘最大、等效应力最小的目的;并对具体的叶片分别采用零阶算法结合一阶算法、智能优化算法(遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法)及模式搜索等方法进行了优化。分析结果表明,在综合考虑精度及优化时间的情况下,模式搜索算法是解决本问题的最佳方法。研究结果可以为汽轮机叶片叶根轮缘部分的设计提供理论支持,并在一定程度上提高透平机组的运行可靠性。     

某双级跨音速燃气透平全三元粘性流场的数值分析

求解了某双级跨音速燃气透平的全三元粘性湍流流场,计算结果表明用基于有限体积法的数值模拟方法求解多级跨音速透平粘性含激波流场结果合理,数值计算具有较高的效率。在分析了各排叶片叶型的主要气动特性基础上,认为该透平总体承载能力比较合理。     

某型高压汽轮机动叶栅的气动优化设计

利用CFD(计算流体力学)技术对某冲动式汽轮机的高压级动叶进行了改型设计。对比数值模拟结果,优化后有效地改善了叶栅流道中的流动状况,级性能有了显著的提高。