基于流体计算的求解水冷散热器热阻抗的方法

本文介绍了利用计算流体软件(CDF)Fluent计算大功率水冷散热器热阻和热抗的方法。通过对三维非定常流场和热场的求解,计算出不同流量下水冷散热器的热阻值和热抗值,为大功率变频器稳态和动态过程的温度计算提供了依据。     

基于流体计算的求解水冷散热器热阻抗的方法

介绍了利用计算流体软件（CDF）Fluent计算大功率水冷散热器热阻和热抗的方法。通过对三维非定常流场和热场的求解,计算出不同流量下水冷散热器的热阻值和热抗值,为大功率变频器稳态和动态过程的温度计算提供了依据。     

转子叶片在非均匀来流条件下的流体激振特性

该文通过研究得出非均匀来流对转子叶片流体激振的三个重要特征 :非均匀来流相对于转子叶片的非定常流中主频分量是产生叶片动应力的决定因素 ;非均匀来流的非均匀度 (相当于非定常流的波幅 )大小和叶片流体激振的动应力大小成正比 ;转子叶片流体的定常压力水平与叶片动应力的水平密切相关。图 4表 2     

混流式水轮机三维非定常流分离涡模型的精细模拟

数值模拟已成为当前研究混流式水轮机内部流场及其复杂流动机制的重要工具。基于不可压缩流体瞬态N-S方程对混流式水轮机内部三维非定常流进行精细模拟分析,以标准κ-ε模型对水轮机进行全流道定常计算的结果作为初始流场,应用较新的分离涡模型（detached eddy simulation,DES）和滑移网格技术进行了水轮机动静干扰的非定常湍流数值模拟,得到了偏工况下活动导叶出口及转轮叶道内涡量场及速度场分布特性。模拟了大尺度涡旋结构的卷起、发展等瞬态演化过程,结果表明DES方法可以更加全面真实地模拟水轮机内部的流动情况,捕捉到水力机械中复杂流道内的三维动态涡结构。该研究对于探讨影响水力发电机组出力摆动的水轮机涡激振动的内在机制、确保机组的安全稳定运行具有一定的参考意义。     

高频响气动探针研究综述

为了应对高效发电趋势,提高汽轮机和燃气轮机的效率,必须对动叶流场气动性能进行准确的测量和分析。高频响气动探针可以有效的对涡轮机械中三维非定常流场进行时间分辨测量。而探针的研制主要涉及探头形状、大小,气动腔动态特性,标定以及数据后处理。文中对这几个方面的国内外研究现状和发展趋势进行了详细阐述,总结了它们各自的特点、适用范围和局限性,并指出了今后的研究方向以及难点所在,为相关科研人员进一步开展探针理论分析、数值模拟研究和应用设计提供参考。     

空调用多翼离心风机气动噪声的仿真研究

空调气动噪声是影响室内舒适性的重要因素,本文对空调用多翼离心风机的非定常流场及噪声特性进行了数值分析。利用CFD软件SC／Tetra模拟非稳态流场,并采用Ffowcs—WilliamsandHawkings模型计算气动声压。对某空调用多翼离心风机的噪声进行了预测,所测得的离散噪声和宽频噪声均与测量值吻合良好,为空调器空气流场的优化设计和降低空调器风机空气流动噪声的研究提供了有效工具。     

大功率汽轮机组在小流量下的颤振预估

本文给出了大功率汽轮机叶片在小流量下的颤振预估方法,包括数值计算的物理模型,小流量下定常流的失速流场和叶片振动时非定常失速流场的计算,并根据失速振荡条件下所得到的非定常气动力,进行小流量下的气动弹性稳定性分析。本文还给出了应用此方法对20万千瓦汽轮机末级叶片所作的颤振预估的实例。     

原型水轮机的非定常湍流计算和尾水管压力脉动分析

本文对三陕原型混流式水轮机进行了三维非定常湍流计算，得到了水轮机的非定常流场，预测了尾水管内的压力脉动。通过与模型试验结果进行比较可以看出，本计算能够比较准确地预测尾水管内的压力脉动。本文还根据计算结果分析了尾水管内非定常涡带产生和传播的原理。     

水轮机转轮泄水锥形状对机组内部流动影响分析

本文对三峡原型混流式水轮机进行了改型设计，采用延长泄水锥的方法作为降低尾水管振动的措施。通过对改型的整体机组进行三维湍流非定常计算，得到了水轮机的非定常流场，预测了转轮出口尾水管内部的压力脉动。通过与改型前整机的三维非定常湍流计算结果进行比较可以看出，改型后的机组尾水管振动幅值降低，涡带强度有所下降，达到了水轮机减振的目的。     

基于全流道非定常流动计算的轴流式水轮机尾水管压力脉动分析

以轴流式水轮机全流道三维非定常湍流数值模拟为基础,对轴流式水轮机尾水管内的非定常流场进行了分析,研究了尾水管内涡带的形态,对尾水管压力脉动的幅值和频率特点进行了分析.结果表明,大流量工况时,在尾水管内形成了一个与转轮旋转方向相反低压涡带,引发了低频压力脉动,这种低频压力脉动是水轮机中压力脉动的主要脉动源之一.     

振动叶栅中三维振荡欧拉流场的压力消去法

从线性化的三维可压非定常欧拉方程组（一阶时间相关的双曲型方程组）出发,通过合理的数学方法,消去压力项,得到只包含振荡速度矢量项的对空间的二阶偏微分方程组,在已知定常速度场后,这一方程组很容易求解,不但简化与加速了求解过程,而且避免了双曲型方程组数值求解过程中的稳定性问题及人工粘性项的影响。     

基于CFD分析的轴流式叶片动应力问题研究

以轴流式水轮机全流道三维非定常湍流数值计算结果为基础,采用弹性力学非稳态有限元法开展了轴流式叶片的动应力问题研究.计算结果表明,水轮机内部随时间变化的压力场导致叶片结构承受了较大的动态应力,叶片上的最大等效应力点与实际叶片破坏的位置一致;各工况相比叶片转角越小,叶片应力波动越剧烈;叶片上各点的动应力频率成分与流道内的水压力脉动频率基本一致,叶片上的高幅动应力是引起叶片裂纹,导致结构破坏的主要原因.     

大型旋转机械中汽封间隙流激振力的分析--非定常N-S解

从汽封内粘性振荡流场的振幅方程出发,通过合理的数学简化,得到汽封内汽流对转子激振力的表达式。这一表达式能真正反映汽封内振荡汽流对转子的作用机理,通过分析,找到了导致转子不稳定振动的真正因素。     

三维平面混合层流场的

用拟谱方法对三维湍流混合层的流场进行了直接数值模拟,描绘了流场展向涡和流向涡的演变过程以及混合层的三维发展情况,对展向涡和流向涡的结构在演变过程的拟序特征进行了分析.为了验证混合层湍流直接数值模拟(DNS)的正确性和可靠性,将流场的模拟结果与前人的实验进行了对比,定量对比了流向涡湍流脉动速度和混合层涡量厚度等流动量.数值计算与前人实验的结果吻合良好,验证了直接数值模拟计算方法的正确性和可靠性.     

海水淡化高转速泵作透平的压力脉动分析北大核心CSCD

离心泵反转作透平是海水淡化能量回收一体机的核心动力部件之一,运行时的压力脉动是机组产生振动和噪声的主要因素之一。本文以高转速离心泵反转作透平为研究对象,采用SAS-SST-CC湍流模型,对其进行整机流道三维非定常流动数值计算,通过流场分析及压力脉动频谱分析,探讨该透平在运行时的非定常流动特性。非定常数值计算结果显示,蜗壳内多测点的压力脉动主频均为叶片通过频率,说明蜗壳内压力脉动主要由转轮和蜗壳隔舌间的动静干涉引起;旋转转轮域内8个叶片间流道中各布置了6个测点,各相似位置测点间的压力脉动峰峰值最大相差10.3%,说明对称的旋转转轮内的流动分布严重不均,这些旋转测点的脉动频率主要为叶频8倍频附近的主频或次主频,说明转轮与蜗壳间的动静干涉、叶片流道间的漩涡是引起转轮内压力脉动的主要因素,且局部漩涡引起的压力脉动强于转轮动静干涉造成的。结果表明,转轮内压力脉动比蜗壳内明显剧烈,旋转转轮内的压力脉动是机组振动主要水力原因。     

动静干涉叶栅间非定常流动的数值模拟

采用k-ε紊流模型对非定常条件下动静叶栅之间的影响进行了数值模拟,研究了动静叶栅之间不同轴向间距时尾迹对动叶的影响,并对非定常流动机理进行了分析。研究表明,在非定常流动条件下静叶对下游动叶压力面没有太大影响,对动叶的影响主要集中在动叶前缘以及动叶吸力面扩压段起始处等位置,随着轴向间距的增大,气流的掺混作用减弱,尾迹的作用也逐渐衰弱,对动叶的影响就越来越小。     

混流式水轮机转轮内部流动的动力学特征和分析

混流式水轮机转轮内流是复杂的非定常三维湍流流动,由于结构上的原因,转轮在非设计工况下工作时会形成不稳定流场,产生三维非定常的附面层分离,同时进一步形成贯穿整个流道的叶道涡,影响转轮的运行稳定性.目前,转轮内流场的研究还只是基于通过数值模拟对速度场和压力场进行观察和分析,但对于各种分离流动机理性研究还做得不够深入.非线性动力学主要研究非线性动力系统中各种运动状态的定性和定量的变化规律,以及系统的长时间演化行为,其可以用于流体旋涡和分离流动机理分析.本文将通过对一个模型转轮数值模拟结果的动力学特性分析,对混流式水轮机非设计工况运行时内流分离和失稳的破坏形式加以分析.     

可调叶片混流转轮全三维反问题计算方法研究

本文提出一种全三维反问题计算方法，将速度分解成周向平均和周期性脉动分量，用Fourier变换将全三维问题转化成多个二维问题求解，分别用涡及源汇模拟叶片骨线及叶厚的作用，并应用于叶片可调混流泵的转轮设计，计算表明该方法可以用于该类泵型的优化设计。     

汽轮机末级叶片失速颤振的全三维粘性流数值分析

给出了对汽轮机末级叶片失速颤振的全三维粘性流的数值分析方法和对某汽轮机的具体分析结果,计算了各种流量,各种背压和各种振频下的非定常气动力作功,共２５０种工况。得出的颤振边界线与实测的安全运行限制线基本符合,证明该方法完全适于进行工程应用分析。     

透平级三维粘性非定常流动及气流激振力研究

非定常性是透平机械内部流动的固有特性。非定常流动不仅对透平机械的气动性能具有一定的影响,还会产生导致动叶片振动疲劳的气流激振力,所以对于透平级的非定常流动分析十分必要。文中基于CFX软件,采用RNG k-e 湍流模型、双时间步法、滑移界面法以及结构化网格建立了一级半透平级(静叶/动叶/静叶)三维非定常粘性流场的数值模型及计算方法;在此基础上详细分析了流场特性随时间的变化,发现时均非定常等熵效率小于相应的定常等熵效率;同时获得了作用于动叶上随时间变化的气流力以及气流激振力因子,该因子数值与汽轮机设计人员广泛采用的由实践而来的数据吻合良好。文中研究结果有利于分析非定常流动对透平机械气动性能影响的机理,并且为叶片的振动响应以及疲劳寿命分析提供必要的参数。