直列单圆弧扩压叶栅内不可压流动的基本方程

本文给出了计算直列单圆弧扩压叶栅内不可压粘性流的方程。为了使方程抛物化选取了主流方向和二次流流面。文章导出了在正交曲线坐标系中的基本方程。应用这些方程可以计算扩压叶栅中不可压层流。     

基于N-S方程模拟叶栅湍流分离及尾迹流动

采用了一种求解任意坐标系下二维不可压流Ｎ－Ｓ方程的有限体积法。基于非交错网格并结合一种高阶ＴＶＤ对流新格式对叶栅湍流分离流动和尾迹流进行了详细的数值模拟。采用了两种不同的湍流双方程ｋ－ ε模型。数值结果与实验结果比较,表明了本文方法精度高,稳定性好。     

叶栅内部粘性流场的数值模拟

提出了一种求解叶栅内部粘性流场的新方法,并用该方法求解了任意曲线坐标系下的时间相关Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程,该方法采用有限体积离散,对无粘通量采用Ｃｈａｋｒａｖａｒｔｈｙ－Ｏｓｈｅｒ的三阶精度ＴＶＤ格式,对粘性通量采用中心差分格式;并且在边界处理上采用直接将边界条件施加于物理边界上的方法,使得边界条件更加符合真实情况,对叶栅内部粘性流场的计算表明,该方法能够反映叶栅内部的流动情况。     

不可压粘性流动N—S耦合方程的有限元解法——II应用

应用有限元方法求解不可压粘性流动Ｎ－Ｓ耦合方程，将此方法用于驱动方腔和突扩管道内的层流分析，结果表明此方法具有良好的椭圆型性质，能预测分离流动。用该方法结合两层湍流代数模型，对压气机叶栅内不可压流动进行模拟分析，与实验结果的比较证明方法是有效的。     

从扩压因子看叶片倾斜和弯曲对叶栅出口流场的改善

通过具有常规直叶片、正倾斜叶片和正弯曲叶片的三种扩压叶栅的扩压因子和出口轴向速度的分析，对比能量损失系数、叶栅壁面静压系数分布和叶片负荷的变化，讨论了正倾斜叶栅和正弯曲叶栅出口流场的改善情况，结果表明正倾斜和正弯曲叶栅根区流动情况大大改善，正弯曲叶栅气流流通能力提高，扩压因子降低且沿展向分布趋于均匀。     

弯叶片压气机叶栅在不同进口附面层厚度下的特性研究

采用人工加厚叶栅进口附面层厚度的方法,研究了弯叶片压气机叶栅在不同叶栅进口附面层厚度条件下叶栅特性的变化,实验结果表明,叶栅进口附面层厚度增加时,叶栅两端区二次流损失增加,近端壁气流的过转程度加强,正弯曲叶栅中低能流体向叶栅中部的迁移能力降低２。反弯曲叶栅中角区分离加剧。叶栅出口气流角和叶栅扩压能力和叶栅进口附面层厚工密切相关。     

变几何收敛通道中叶栅性能的研究

本文对变几何收敛通道中扩压叶栅的主要性能参数(总压损失系数ω、增压比π、扩散因子D)进行了初步理论分析研究,推导出高亚音速范围内该类型叶栅的几何参数、气流参数、尾迹附面层特性参数与叶栅主要性能参数的关联方程,并在亚音速范围内,将采用上述方程得到的计算值同实验值进行了比较,表明两者吻合较好,从而为压气机叶栅设计时选取主要参数提供了依据。     

跨音速透平叶栅粘性流动的数值模拟

基于Ｗａｒｍｉｎｇ和Ｂｅａｍ求解原参数方程的ＡＦ方法，提出了一种求解Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程的隐式近似因子分解格式，通过坐标变换，在计算域上进行方程离散并用时间推进法求解，湍流用代数涡旋粘性模型，对跨音速透平叶栅进行了试算，计算与实验结果吻合良好。     

叶片周向弯曲角度对扩压叶栅气动性能的影响

为了改善扩压叶栅气动性能,采用拟压缩性方法对不同周向弯曲角度的正弯曲叶片压气机叶栅内三维粘性流场进行了数值模拟.结果表明,随着弯曲角度的增加,端部流动状况逐渐得到改善,叶栅中部流动损失逐渐增加.正弯20°时可基本控制端部扩压因子至0.6以下.叶片弯曲角度的选择应以能满足设定目标的最小角度为最佳,过大的角度将会导致动静叶间匹配困难和较大的吸力面尾缘回流区     

高负荷氦气压气机矩形叶栅流动分离特性

针对高负荷氦气压气机叶栅流动分离问题,以某高负荷氦气矩形叶栅为研究对象,采用SST湍流模型加γ-Reθ转捩模型进行了数值模拟。分析了不同负荷、弯角及弯高的高负荷氦气压气机矩形叶栅的流动分离结构和特性。研究结果表明,马蹄涡压力面分支是矩形叶栅角区集中脱落涡和壁角涡形成的主要原因;随着攻角和负荷的增加,叶栅吸力面的分离形式由开式分离向闭式分离转化;而采用恰当的弯高和弯角可以有效抑制流动分离,改善高负荷氦气压气机端部流动状况,减小流动损失。