两种透平叶栅流场二流特性及其涡系结构的可视化实验研究

本语文应用ＴｉＣｌ４烟这法和表面油膜法对两种透平叶栅二次流特性及其涡系结构进行了注场可视化研究,入地分析了叶栅端壁及叶栅型面的流动,揭示了叶栅二次流涡系的结构与叶型形状的关系以及马蹄涡吸力面分支和吸力面角涡的发生演变情况。     

十个参数的透平叶栅几何模型

本文给出了一种适用性强又简单的透平叶栅造型的几何模型。仅需定义十个参数，即可独立确定叶栅，同时根据设计经验，对其中的５个参数给出初始值，由此可进行设计。根据这种模型，可以设计出气动性能及强度振动特性匀佳的叶型。     

有间隙涡炉叶栅涡系结构的数值模拟

对具有3.6%相对叶顶间隙的锅轮叶栅三维空间流动进行了数值模拟,分析了大间隙涡轮叶栅流场的涡系结构。结果表明在叶顶间隙内部和上半翼展现出了复杂的分离流动,同时由于叶顶间隙的存在,上、下端壁尾缘附近的流动明显不同。     

高负荷跨音速透平叶栅气水模拟的试验研究

本文介绍了在我国首次利用气水模拟方法对某高负荷跨音速透平动、静叶栅进行详尽的空气动力学试验研究的结果,并将结果与平面叶栅风洞试验及叶栅绳流的计算结果进行比较。气水模拟方法对跨音速叶栅的方案设计和定性分析具有正确、直观、简便、经济的优点。本方法不仅可替代繁重的平面叶栅高速风洞的试验工作,还可验证跨音速叶栅绕流的计算结果。     

面向对象的透平叶栅设计知识库的研究和开发

根据工程设计知识库的概念，利用面向对象的方法进行了透平叶栅设计知识库的研究和开发，所设计的透平叶栅设计知识库包括造型方法，气动性能分析方法，优化方法，设计规则和叶栅实例库。该设计知识库软件的开发，有力地推动了透平叶栅设计类专家系统的研究。     

两种透平叶栅流场二次流特性及其涡系结构的可视化实验研究

本文应用 Ｔｉ Ｃｌ４ 烟迹法和表面油膜法对两种透平叶栅二次流特性及其涡系结构进行了流场可视化研究,深入地分析了叶栅端壁及叶栅型面的流动,揭示了叶栅二次流涡系的结构与叶型形状的关系以及马蹄涡吸力面分支和吸力面角涡的发生演变情况。     

透平跨音速叶栅正反混合问题优化设计的研究

将遗传算法应用于透平跨音速叶栅正、反混合问题优化设计、提出了给定型线背弧部分压力分布，以正问题分析程序得到的压力与给定的目标压力均方差最小为目标函数，运用遗传算法在已有叶型基础上寻找新叶型的正、经合问题优化设计模型。     

一种新的轴流式透平叶栅叶型生成方法

提出了一种新的轴流式透平叶栅叶型的正设计方法,首先采用了二次曲线来生成初始叶型,以保证叶型型线具有良好的保凸性,再用高阶Ｂｅｚｉｅｒ函数对其进行高阶光滑,以保证其具有良好的流动性能。利用该方法所设计的叶型具有较高的效率和良好的气动性能。给出了已投入使用的叶型与该方法生成的叶型的性能比较,从结果可以看出,所生成的叶型是较为理想的。     

叶片倾斜对叶栅出口流场的影响

通过吹风实验,探讨了在不同径高比和外壁面扩张角的汽轮机环形静叶栅中叶片倾斜对叶栅出口流场的影响.实验结果表明:采用最佳倾斜角叶片能降低叶栅能量损失和改善叶栅出口流场的气动性能.图9参10     

采用非周期C型网格模拟透平叶栅跨音流场

通过求解椭圆方程技术来调整网格正交性和边界附近网格距离来生成非周期Ｃ型网格。周期国界采用物理参数双线性插值，结合矢通量分裂隐式差分格式对ＲＤ叶栅跨音流场进行了无粘数值模拟，结果表明非周期Ｃ型网格比周期Ｈ型网格可以更细致地模拟叶型头部区域流场，而且可以更准确地捕获激波。该网格系统有效地改善了网格正交性，加密比较自由，对透平叶栅数值模拟具有很好的发展前途。     

分流叶栅及串列叶栅的流场计算

本文用流函数有限差分松驰法求解了分流叶栅及串列叶栅的流场。所求出的轴流式叶栅叶型表面速度分布与文献[1]中试验数据十分相符;同时计算了多分流叶栅流场,计算值与[2]中试验值吻合很好;还对[3]中的串列叶栅流场进行了计算,计算与试验结果也吻合较好;按本方法计算数据优化设计的含分流叶栅的离心式风机的性能较好。     

可控涡设计环形叶栅的试验研究

可控涡技术目前在大型汽轮机通流部分的优化设计和技术改造中得到日益重视和应用。该文介绍了３种可控涡设计形叶栅与直叶环形叶栅对比试验的结果,并对各种可控涡设计环形叶栅降低损失的机理进行了分析。     

用SIMPLE进行透平栅的气动力计算

提出基于全粘Navier-Stokes方程的有限控制体解压力耦合方程的半稳式法(SIMPLE)推导适应于叶轮机械不规则流道的复杂性的非正交曲线坐标系下的方程组形式和可压缩压力修正方程。求解平面叶栅可压缩定常粘性流动,计算了二维对称扩压管中的层流和高压音速透平叶栅的层流。与实验结果比较,表明在预测扩压管中分离点的位置及叶栅表面压力系数时,其吻合程度令人满意。     

透平叶栅叶型正问题设计体系开发及应用

本文在提出了一种透平叶栅新的叶型设计方法的基础上，开发了相应的计算机辅助设计系统。     

叶片表面粗糙度对透平叶栅气动性能影响的试验研究

燃气轮机的透平前温在不断提高,采用热障涂层技术是保证透平叶片能够在高温下安全工作的重要手段.但是热障涂层的喷涂会改变叶片表面的粗糙度,粗糙度的变化对透平的气动性能会有多大的影响是必须关注的问题.本文试验研究了叶片表面粗糙度对透平气动性能的影响.试验结果表明,在喷涂过程中必须控制叶片表面粗糙度,否则会显著增加损失.     

基于平面叶栅模型CFD数据的Wells透平设计方法

提出基于Wells透平平面叶栅CFD数据的设计方法,使用CFD方法得到不同NACA翼型在不同叶栅稠度下的压力系数曲线、效率曲线,并使用这些CFD数据设计一个新的叶轮。实验结果表明:在稳定流动下,当前用于微型导航,用波浪能发电装置叶轮的最高转换效率约为46.61%,而该文设计叶轮的最高转换效率为50.50%;在规则波流动下,当前使用的叶轮的最高转换效率约为41.14%,而该文设计叶轮的最高转换效率为44.66%;当流量系数大于0.067时,该文设计叶轮的转换效率基本上高出当前使用叶轮转换效率10%;此外,该文设计叶轮的高效区的流量系数范围更大,使得新型Wells透平在随机波下有望实现更高的转换效率。     

分流叶栅流场的数值模拟实验

MC-LB内点差分方程是新近发展起来的一种对初值问题无条件稳定的方程。本文利用MC-LB格式,通过求解NS方程,对改善汽轮机高压级喷嘴叶栅气动性能有积极作用的分流叶栅流场进行了数值模拟,得到了该流场的速度分布、等压线分布和等马赫线分布,并将计算得到的型面相对速度与实验数据进行了对比,结果是令人满意的。     

叶轮机械内具有复合型叶栅流场的计算研究

以吴仲华教授提出的两类相对流面理论为基础，在任意回转和流面上，用流函数有限差分松地求解复合叶栅的流场。所求了的轴流工叶栅流场叶型表面速度分布与文献中试验结果吻合的很好，通过对含有单个分流叶片的离心工压气机叶栅流场进行了计算，确定出最佳的分流叶片位置。还对串列叶栅的流场进行了计算，计算结果与文献中试验数据吻合较满意，通过计算得到的结果与理论分析和试验得到的结论是一致的。     

雷诺数对环形叶栅性能参数影响的实验研究

本文在不同雷诺数下对两套环形叶栅的出口流场进行了详细测量,得到了雷诺数与叶栅性能参数的关系曲线,实验结果表明,雷诺数是影响叶栅性能的一个很重要的参数。     

攻角对透平叶栅气动性能影响的研究

采用叶栅吹风试验与数值模拟相结合的方法,研究了攻角变化对具有较大前缘半径和进口楔角的透平叶栅气动性能的影响,试验测量在出口马赫数为0.8、攻角-61.0°-＋4.0°内进行,对应的雷诺数为6.0×105.在试验验证数值方法可靠性的基础上,对叶栅流动损失进行了数值研究,分析了攻角变化对试验叶栅型面损失中吸力面与压力面边界层损失、尾迹损失和端部次流的影响特性.结果表明：当攻角从＋4.0°变化到-41.0°时,叶片表面没有发生流动分离,出口截面的总压损失系数变化幅度不超过0.21%;在负攻角很大（-61.0°）时,压力面边界层发生流动分离,型面损失急剧增大;具有较大前缘半径和进口楔角的试验用叶栅表现出良好的变攻角气动性能.