双级对转压气机多工况数值分析研究

以某双级对转压气机为研究对象,应用数值模拟方法获取不同转速、近喘振点内部流场细微结构,分析了不同工况上下游转子叶片表面流谱特点以及对转、逆压环境中上下游流场相互制约关系,为进一步优化设计对转压气机叶片提供依据。计算结果表明:该对转压气机在多种工况下两排转子来流攻角、落后角都较大,根部和尖部都有较强的分离流动;一级转子叶片表面分离线上游流动速度径向分量较大,可能导致该级转子尖部截面流动分离提前发生;下游转子对上游转子叶片尾迹的反向切割使得其不能按照自身发展规律向下游发展,一方面诱导了上游叶片尾缘附近流动分离,另一方面,对下游叶片来流攻角也产生一定的影响,导致下游转子叶片来流攻角进一步增大,从而加剧了二级转子的分离。     

设计压比和转速变化对对转压气机性能的影响研究

以自行设计的双排轴流对转压气机为研究对象,采用流线曲率法对对转压气机的气动性能及流场结构进行了探索性研究,着重分析了转速调节分别对两排转子出口速度、出气角以及扩散因子的影响,结果表明:两排转子的转速互相依赖,在量级上不宜相差的过大,否则流场极易发生分离或畸变;另外,可通过适当调整各排转子的压比来平衡两转子的加功量,以降低流场畸变的可能性,以上研究结论对对转压气机的设计与应用有着重要的理论意义和工程应用价值。     

轴流压气机转子内三维湍流流场计算

应用高雷诺数ｋ－ｅ湍流模型进行了轴流压气机叶轮内三维流动的。使用ＳＩＭＰＬＥ型算法求解了全三维协诺平均质量加权Ｎ－Ｓ方程。对流项采用了高阶精度的上游加权近和ＴＶＤ类型的ＭＵＳＣＬ差分格式。采用非正交适体坐标和同位网格系，速度的协变物理分量被选作为独立求解变量。     

间隙大小对压气机转子间隙泄漏流场的影响

针对叶尖率先出现失速信号的一亚音速轴流压气机转子,采用全三维数值模拟方法分析了3种顶部间隙情况下泄漏流动特点,以及它对转子气动性能的影响。数值模拟结果表明,不同间隙情况下泄漏涡的运行特性与压气机的性能和稳定性密切相关。3种间隙情况下,泄漏涡在近失速工况下均发生了破碎。涡破碎造成泄漏涡体积突然膨胀,从而使堆积在机匣壁上的低能流体迅速扩散,对来流产生了很大的阻塞效应。在下游工况相同的条件下,大间隙时最先发生了泄漏涡破碎,说明泄漏涡初始形成时的强度越强,越容易出现涡破碎。     

对转螺旋桨用永磁盘式对转电机磁场仿真分析

为了解决传统对转螺旋浆电力推进电机的成本高、定转子散热和输出转矩不平衡的问题,设计了一种新型结构的单定子、双转子永磁盘式对转电机。介绍了该电机的基本结构、运行原理和电机磁路特点,对电机内部对转磁场的耦合问题进行了分析,并引入等效磁路模型,同时给出了直角坐标系下,转子磁极表面的磁通密度公式,采用有限元法分析电机气隙磁场和平均半径处的气隙磁密。制造了一台盘式对转样机,并搭建试验平台测试了电机的三相感应电动势。测试结果表明：由于电机定子绕组端部长度的不对称,出现了三相感应电动势的不平衡现象。     

轴流压气机特性预测

对某一预测压气机性能的算法进行了分析研究。该算法是基于20多台压气机数据综合分析得出的一系列半经验公式和修正系数，并结合压气机几何参数来预测压气机性能。在对原算法进行深入分析的基础上，对分解单级特性的算法提出了改进方案。为验证改进方案的可行性和适用性，对2台多级轴流压气机性能进行了计算。结果表明，分解单级特性的改进方案是可行的。     

大小叶片斜流压气机级性能和流场的数值模拟研究

文章以某高压比斜流压气机级为研究对象,开展三维定常数值模拟研究,初步获取了压气机级性能和流场结构,并与试验结果进行了对比。结果表明,计算总体性能与试验存在一定的差距,计算的流量-压比曲线比试验值向右和向上移动,流量-效率曲线比试验值向右和略微向上移动。对于斜流叶轮,两个叶片通道出口靠近机匣区域均存在低速流团,通道1中低速流团主要由附面层低能流团在哥氏力作用下堆积而成,通道2中的低速流团主要由叶尖间隙泄漏形成。对于文中计算斜流压气机,通道1中的低速流团对诱发流动失稳起主要作用。     

氦压气机转子叶顶间隙结构研究

为了解决高负荷设计方法导致高负荷氦气压气机叶顶泄漏问题,本文采用数值模拟的方法,对氦压气机转子叶顶间隙泄漏涡形成机理、转子上端壁间隙结构控制机理及其对叶顶间隙泄漏涡的控制作用进行了研究。结果表明:氦压气机转子叶顶前缘单侧槽对叶顶间隙泄漏损失的控制效果最为明显;槽的坡度为30°时,氦压气机转子的性能改善幅度最大;叶顶间隙越大,叶顶前缘单侧槽的有效性越强,当叶顶间隙为1 mm时,能够使压气机转子的绝热效率提高0. 15%。该研究能有效控制叶顶间隙泄漏损失,提高压气机设计点性能。     

射流冷却对航空发动机压气机的特性分析

针对高马赫数下航空发动机高温进气问题,本文建立了高空环境下预冷段-压气机内气雾蒸发冷却的数学模型。基于欧拉-拉格朗日多相流数值方法分析了不同喷雾条件和高空环境时压气机特性变化。结果表明:在高空高马赫数环境下,喷水冷却可以增加进气流量、抑制温升、增大总压比;在一定范围内较大的喷水量和较小的液滴尺寸,有利于降低总温比、提高总压比,同时有利于降低压气机压缩耗功及增加效率。因此,航空发动机压气机前增设进气预冷段进行射流冷却,可以有效改善压气机的工作特性。     

处理机匣结构对某型跨声速轴流压气机畸变响应特性影响

基于机匣处理下的跨声速轴流压气机叶排实验特性，应用畸变传递的矩阵分析模型，对叶尖处理机匣结构容总压畸变特性进行了详细分析，初步建立了几种处理机匣结构对总压畸变及其沿轴流压气机叶排衰减特性影响规律。计算结果表明，处理机匣虽能有效提高了转子叶排抗总压畸变能力．但不同结构处理机匣下静子叶排抗畸变特性存在明显差异，这对设计合理的扩大轴流压气机稳定裕度处理机匣结构尤为重要。     

轴流压气机转子性能及间隙流动研究

以一轴流压气机孤立转子实验台为研究对象，对其内部流动进行了全三维的数值模拟。数值计算结果与实验测量结果对比分析表明，程序很好地预测出了孤立转子的总性能和基元性能。以此为基础进一步数值研究了间隙大小的变化对该实验台间隙流动的影响。结果表明，间隙的大小对动叶顶部区域的流动特性，包括间隙流动的发展形式、泄漏涡的强度、间隙流动造成的损失分布等，产生了很大的影响。     

轴流泵压缩机端壁区流场数值及实验研究综述

本文作者对轴流式压缩机叶轮端壁区流场数值模拟与实验测试的研究进展的综述,提出轴流泵端壁区复杂流动研究的必要性和重要意义。总结了粘性流动的处理方式以及求解不可压湍流流动的方法。并对轴流泵/压缩机端壁区流动的研究方向与研究手段进行了展望。     

叶轮机扩压叶栅流道内三维可压湍流流动的数值模拟

对叶轮机扩压叶栅流道内三维可压湍流流动进行了数值模拟,采用了一种简化模型一单圆弧直到扩压叶栅。在正交曲线坐标系中对所研究的N-S方程做了抛物化处理,略去主流方向的扩散项并用一个已知的无粘压力场使动量方程分开求解,然后修正无粘压力场,引入简化的能量方程,计算中采用κ—ε湍流模型。     

离心压缩机变转速特性曲线拟合法

基于压缩机特性曲线的形状相似性和位置渐进变化的规律,本文提出了一种＂两步拟合＂的压缩机特性线拟合方法,适用于进口条件不变、转速发生变化的压缩机特性曲线拟合.原理简单,方法实用,精度较高.文中还用具体算例加以证明,并说明了需要注意的问题.     

离心式压缩机子午面流场计算的有限元程序

本文利用变分有限元方法编制了离心式压缩机子午面流场的计算机程序,使用该程序对三种叶轮的气流参数进行了计算,计算结果与试验的数据比较,结果是良好一致的。     

涡旋压缩机型线的加工及其误差分析

为了加工涡旋压缩机涡旋盘基圆渐开线型线,采用了在极坐标条件下用阿基米德螺线径向等间距逼近基圆渐开线的方法,分析了该方法产生的理论逼近误差;通过Matlab对不同插补间距所产生的逼近误差进行了仿真,并给出了最佳插补间距选取的计算方法;用径向等间距逼近的方法在数控机床上进行了动盘型线精加工实验,得出了实际型线加工产生的型线插补误差为1.5μm。将实际加工产生的误差同仿真结果进行了比较,结果证明了该方法的有效性和实用性。     

亚声速压气机转子失速先兆诱发机制的非定常机理分析

针对某亚声速轴流压气机转子,采用多通道全三维数值模拟方法对其预失速性能(即失速起始过程)进行了时间精确的数值模拟.对计算结果进行分析表明,环面高压斑的传播速度及其影响范围与已有的试验测量结果取得了很好的一致性,因此数值模拟合理地揭示出了突尖波产生的流体动力学机制.叶尖分离涡的形成及其在不同通道的传播是流动失稳过程中叶尖...