压气机平面叶栅内流场PIV试验研究

应用PIV内流测试技术对某高亚音速叶栅速度场进行了测量,得到了叶栅内流通道的流场结构。试验得到了多种来流工况下试验叶栅槽道50%叶高处的速度流场结构图像,对试验数据的初步分析可以看出试验结果符合所测工况下的流动规律。通过对实验方案的改进,应用PIV测试技术测量了平面叶栅附面层流场,捕捉到了叶片吸力面尾缘附面层分离随来流工况变化,。结果表明:PIV测量结果可以为验证数值模拟叶栅通道流场提供可靠的数据,并为叶栅设计的改进优化提供指导和依据。     

一种用于传递扭矩的轴流叶轮叶栅的设计与计算

轴流叶轮叶栅是一种能量转换的栽体，实现机械能一流体势能之间的能量转换。结合叶栅叶型设计法和升力模型分析法，提出了一种用于流体动力型叶轮叶栅的设计模型，并运用该模型对一实际装置进行设计，获得了良好的工程效果。     

轴流涡轮平面叶栅出口二维速度场的实验研究

将粒子图像测速仪(PIV)和热线风速仪(HWA)应用到低速轴流平面叶栅实验台上.在2个不同进口流量和3个不同叶片高度下,利用热线风速仪测量平面叶栅出口瞬态速度场,并采用激光粒子图像测速仪测量圆柱尾迹和出口速度场的整场信息.研究发现较大的进口速度或较低的叶片高度情况下,叶栅出口二次流流动强烈;同时发现尾迹的存在会破坏均匀流场,导致叶型流动损失的增加.     

机翼和任意旋成面叶栅气动正命题的新提法及其变分有限元解法

本文给出了机翼和任意旋成面叶栅流动的正命题（势函数的定解问题）的新提法及其变分有限元解法，将机翼的Ｋｕｔｔａ条件及叶栅主，分流叶特片的广义Ｋ－Ｊ条件作为本质边界条件，可以有效地处理机翼和叶栅中分流叶片的割缝条件以及主流叶片的下游周期性条件，避免了传方法中反复调整机翼及分流叶片环量，叶栅出口气流角以满足Ｋ－Ｊ条件的人工方法，实现了程序自动化，提高了计算速度。     

镍基高温合金整体叶盘叶栅通道电解加工的成形精度控制

针对整体叶盘叶栅通道电解加工中存在的成形精度较低、余量分布不足的问题,采用叶栅通道径向电解加工方法,建立了径向进给方式中加工间隙的数学模型,得到了通道成形过程中侧面间隙的影响规律。在此基础上,分析了电极侧面裸露端、电解液特性、脉冲电流参数以及进给速度等对通道成形的影响,并给出了优化结果。同时开展了叶栅通道径向电解加工实验研究,结果显示:采用优化后的各项参数,在高温镍基合金GH4169叶盘上稳定地加工出了具有较高成形精度的叶栅通道,其叶盆、叶背面的最小精加工余量从1.82 mm和1.56 mm分别提高至2.43 mm和2.41 mm。为后续叶片精加工提供了良好的加工基础。     

涡轮叶栅通道中的流动显示

在大尺寸低速叶栅传热风洞中对一种高压涡轮导向叶栅的流场进行了流动显示实验研究。分别采用线簇和小球浮动法对五个雷诺数下的叶栅端壁区三维流场、叶片表面和端壁表面的流动进行了显示。实验结果表明 :涡轮叶栅中有强烈的二次流动 ,并存在复杂的涡系 ;三维流动区约占叶栅通道的 40 % ;雷诺数的增大将增强端壁区的三维流动。流场显示图片说明 :叶片吸力面靠近端壁有角涡形成与发展 ,并存在一个三角形区域 ;流场显示的通道涡大小与流场测量结果吻合。本文的实验结果可用于分析端壁表面和叶片表面换热特性的形成机理     

涡轮动叶表面气膜冷却换热实验研究

这里在大尺寸低速叶栅传热风洞中，对某型涡轮动叶表面有无气膜冷却的换热情况进行了详细的实验研究，实验结果表明，不同孔位出流的换热由于孔排下游表面来流速度及叶片表面曲率的不同而有着不同的规律，即主流雷诺数对叶片表面特别是压力面和前缘区域的换热系数比的影响较小，吹风比对换热系数影响较大，并且随气膜孔位置和来流雷诺数的变化而情况复杂。     

小型高压小流量轴流风机设计理论

应用积分方法求解轴流风机径向平衡方程，扩大了方程稳定解的范围，同时应用叶栅理论计算小尺寸的高压轴流风机的损失，并采用压缩机叶栅的实验修正数据，设计了一台高压小流量轴流风机，通过GB1236－85风机标准试验，基本达到设计要求。     

透平叶栅自动气动优化设计方法

为提高叶栅的气动性能,提出基于能量法的叶栅自动设计参数化方法,结合自适应差分进化算法和Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS)方程求解技术,提出适用于透平叶栅气动优化设计的自动气动优化算法。以总压恢复系数最高为目标函数,在满足流量和出口气流角约束条件下,利用提出的气动优化算法对一小展弦比后加载叶栅进行了自动气动优化设计。优化后,叶栅的总压恢复系数提高了0.7%,叶栅的气动性能明显提高。优化结果表明该算法具有良好的优化性能和应用前景。     

超临界叶栅的反问题算法及其在任意回转面上的推广

本文在[9,10]的基础上,给出了一个超临界叶栅的反问题计算方法,文中采用了以（ψ、φ）为坐标的对数型全速度方程,并给出了二元超临界叶栅的算例。同时还导出了适合任意回转面超临界叶片栅反问题算法的方程和边界条件。使本文提供的二元计算程序很容易地推广到用来计算回转面上的超临界叶栅。     

机匣运动下不同叶顶涡轮叶栅气热性能研究

燃气涡轮动叶叶顶结构对跨叶顶的间隙泄漏和叶顶传热性能有着重要影响。采用实验和数值模拟方法对比研究了平顶、凹槽和拓扑优化3种不同叶顶结构的涡轮叶栅气动和叶顶传热性能。实验中,采用旋转的大转盘模拟机匣平移运动。实验结果表明：在大转盘旋转条件下,相比于平顶叶栅,凹槽叶顶实验得到的平均换热系数降低了19.07%,拓扑优化叶顶下降了1.53%。数值模拟结果显示,从叶顶压力面至吸力面“上凸-下凹-上凸”的拓扑优化结构有效地减小了超音速区域,凹槽叶顶在凹槽内的流体均以亚音速流动,相比于平顶叶栅,凹槽叶顶和拓扑优化叶顶叶栅出口质量平均总压损失系数分别减少5.38%和5.44%。     

某重型燃机透平典型动叶叶栅性能试验研究

对某重型燃机动叶在Ma1叶栅风洞试验台上进行了吹风试验,运用多孔测量方法,记录了动叶3个典型截面在不同攻角下的压力流速等参数。通过实验数据处理得到了型面静压系数、出口气流角、总压损失系数随攻角及叶高变化的规律,实验结果表明该动叶栅具有良好的气动性能,该动叶栅的气动特性达到当前国际先进水平。     

一种确定轴流泵叶轮直径和汽蚀余量的方法

本文提出一种确定轴流泵叶轮直径和计算汽蚀余量的新方法。该方法不但能够估算出汽蚀余量，而且还能得出它与轴面速度、叶轮直径的变化关系曲线，使设计者在叶轮造出以前事先就对叶轮直径和汽蚀余量心中有数。通过一系列计算表明，水力效率、轮缘叶栅稠度、轮毂比和来流预旋速度矩影响汽蚀余量；轮毂比影响叶轮直径；水力效率、轮缘叶栅稠度和来流预旋速度矩与叶轮直径无关。存在一个使汽蚀余量达到最小值的轴面速度和叶轮直径。     

轴流通风机叶型的通道包络造型法

提出了一种崭新的轴流通风机叶型叶栅的造型方法，这是一种集造型正命题和逆命题子一体的新方法，对某种以此方法生成的叶型叶栅进行了平面栅数值试验表明，该叶栅气动性能极佳。     

一种用于传递扭矩的轴流叶轮叶棚的设计与计算

轴流叶轮叶栅是一种能量转换的载体,实现机械能-流体势能之间的能量转换.结合叶栅叶型设计法和升力模型分析法,提出了一种用于流体动力型叶轮叶栅的设计模型,并运用该模型对一实际装置进行设计,获得了良好的工程效果.     

平面叶栅特性的实验分析

本文通过对几何参数已确定的平面叶栅实验结果的归纳与气动分析，给出进口马赫数M1很低时平面叶栅特性。为进一步分析压缩器作功增压与损失的关系，压缩器特性以及压缩器不稳定工作等问题打下必要的基础。     

大型动叶可调轴流通风机性能计算

采用流线曲率法，计算完全径向平衡方程，求出轴流通风机轴向间隙的气流分布。利用叶栅法计算风机的损失和气流角，得出了动叶可调轴流通风机的性能。采用两种方法预测该风机的失速流量，与试验结果一致。     

灯泡贯流式水轮机转轮内流场的研究

基于环形叶栅理论建立转轮叶片三维模型。采用FLUENT软件对转轮叶片进行了三维定常湍流计算。数值模拟了转轮内部三维湍流流场,得到了叶片表面压力云图、速度矢量图和叶片进出口边附近压力分布图,并估算出水轮机水力效率。结果表明采用环形叶栅理论建立的贯流式水轮机叶片具有可行性。     

灯泡贯流式水轮机转轮内流场的研究

基于环形叶栅理论建立转轮叶片三维模型。采用FLUENT软件对转轮叶片进行了三维定常湍流计算,数值模拟了转轮内部三维湍流流场,得到了叶片表面压力云图、速度矢量图和叶片进出口边附近压力分布图,并估算出水轮机水力效率。结果表明采用环形叶栅理论建立的贯流式水轮机叶片具有可行性。     

变叶片高度环列叶栅的逆命题设计

在文献 [1 ]研究的基础上 ,提出了一种新的基于奇点法的变叶片高度环列叶栅逆命题设计方法。此方法利用叶片给定表面速度分布求解叶片形线。数值验证显示出本方法可有效地克服文献 [1 ]中方法存在的叶片形线上法向速度振荡现象 ,更便于工程应用