船用压气机气动噪声源频谱特性数值研究

以某型号大型船用涡轮增压器压气机为研究对象,以CFD软件为平台,利用具有k-ε双方程湍流模型的NS方程计算了压气机的三维黏性非定常流场特性。采用Ffowcs Williams-Hawkings方程(简称FW-H方程)对压气机的离散噪声进行了分析,并与经验公式进行了比较。深入研究了不同转速、流量对压气机气动噪声的影响。分析表明,叶轮内气动噪声水平较高,是主要噪声源;转速对于离散噪声影响较大,转速增加一倍,声压级上升约14dB;同一转速下,流量的降低将导致噪声幅值增加,但相对于转速变化其影响较小。     

基于Matlab的多级轴流式压气机气动设计

采用工程计算软件Matlab,通过编程来代替复杂的计算过程。提出交换叶型的设计和平均直径校核的次序,使设计更有针对性,减少迭代计算次数。     

某型燃机压气机级内抽气数值研究

根据流体动力学理论,采用CFD软件对某型燃机压气机级内抽气段进行了三维流动特性的数值模拟,获得不同进出口压差下抽气流量的变化情况,以满足实际工程分析的需要.     

静叶尾迹对压气机动叶非定常气动载荷的影响

以某型航空发动机压气机转子系统为研究对象,建立了单级叶盘的三维结构及流场模型。通过对滑移网格(sliding mesh,简称SM)方法与运动坐标系(moving reference frame,简称MRF)方法在计算耗时和收敛性方面的比较,证明了运动坐标系方法的准确性和高效性。考虑前一级静叶尾迹的影响,求解压气机内部在不同时刻的流动特性,得到静叶尾迹对动叶流场的非定常干扰情况。经过对压气机叶顶和轮毂、动叶压力面和吸力面非定常气动载荷的分析发现:在动叶流场的前缘形成了较主流区压力和速度较低的不均匀流场,且在动叶前缘叶顶位置受到的气动载荷最为显著;动叶压力面和吸力面气动载荷的分布规律相反,从叶顶至轮毂、前缘至尾缘,压力面非定常气动载荷的大小和波动幅度逐步递减,而吸力面却与其相反,呈现出逐步递增的趋势。该研究为某型航空发动机压气机叶盘转子系统的动力学设计提供了理论依据。     

某型车用高速离心空压机气动设计

针对某型车载氢燃料电池的空气供应系统需求,开展高速离心式空压机气动设计,包括一维设计与三维数值计算分析,并探讨压气机内部流场情况,该压气机设计满足车载氢燃料电池电堆压缩空气要求的压比、流量以及效率,获得了高效的空压机气动设计结果。     

轴流压气机特性计算模型的研究

提出了一套计算多级轴流压气机变工况的损失模型和落后角模型。用射线误差表示法表示了２台不同设计规律、不同翼型的多级轴流压气机的试验特性与计算特性线之间的误差。比较了１台２级轴流压气机的速度场的试验值与计算值，证明本模型具有较高的精度和较大通用性，所采用的射线误差表示法适用于单级及多级压气机的误差表示     

气动人工肌肉静态特性实验研究

该文设计了气动人工肌肉静态特性实验系统。通过实验分析了橡胶弹性力、橡胶筒与纤维层间的摩擦力对气动人工肌肉静态特性的影响，结果表明对气动人工肌肉理论分析的正确性，为气动人工肌肉进一步的研究奠定了基础。     

肋片影响下的压气机静子叶栅流动特性研究

研究了肋片结构对带静子容腔的压气机静子叶栅的影响,采用数值模拟方法分析进气攻角及马赫数变化带来的流动性能变化。结果表明：增加肋片后,低能流体的发展变得复杂,有肋片时出口总压损失下降了4.53%,叶根处叶片载荷增大,叶根角区流场恶化得到缓解。从总体来看总压损失随攻角增大均有所增加,正攻角时叶根处流场性能严重恶化。随马赫数增加,100%轴向弦长处的总压损失逐渐增大,10%叶高处叶片载荷逐渐降低。     

某型压气机的S2流面静叶调节优化

通过对某型压气机进行一维、二维和三维的计算,并以S2流面计算结果为主,对该型压气机进行静叶调节优化,对静叶调节前后的压气机流场进行分析与验证.结果表明:通过基于压气机S2流面的静叶调节方法,既能优化压气机整体参数,也可以改善压气机各级以及沿径向的气流参数分布,证明了这种方法具有一定的可行性.     

基于NUMECA的某型燃机压气机数值分析

采用低雷诺数Spalart-Allmaras模型和三维RANS方程求解方法,以某型燃气轮机的低压压气机为研究对象,应用三维流体计算软件NUMECA,完成了该压气机的三维通流数值计算,分析了叶型设计特点、损失分布特点、三维流场特性等。     

基于遗传算法的叶型气动优化设计

运用B-Spline开发了实现叶型吸力面、压力面型线与中弧线、厚度分布规律相互转化的程序,开发了可交互定义中弧线、厚度分布规律进而用于设计叶型的程序,并开发了基于遗传算法的叶型气动优化设计平台.进行了优化设计算例校验,验证了气动优化平台的可用性.     

螺旋叶片压缩机研究

对螺旋叶片压缩机的基本几何理论进行了详细分析,给出基本几何参数的取值范围、选取原则及相互制的关系,以及压缩腔容积、各泄漏线长度随转角变化关系式提出了一种性能优良的;幂函数叶片型线,给出了其解析设计方法,并进行也实例计算;提出了螺旋叶片压缩机总体及部分零部件的结构方案并按３．７３ＫＷ制压缩机给出了总装图,对影响螺旋叶片压缩机实用化的一些关键问题进行了分析和探讨。     

叶片型线对离心风机气动性能影响试验研究与叶轮流场计算

对4台不同的叶片型线风机的气动性能进行了对比试验;对叶轮S1和S2流面进行了流场计算;分析了不同叶片型线叶轮对风机的最高压力点、最佳工况点、压力曲线形状及效率的影响,同时探讨了风机不同叶片型线的工程实用价值.     

风力机叶片气动特性数值模拟

在保证定雷诺数和定风速的情况下,通过FLUENT软件分别模拟了不同攻角下二维翼型NACA4412的绕流流场,得到了翼型的表面压力分布、速度分布以及升、阻力系数,从而确定了最佳攻角。     

非均匀栅距对压缩机叶片非定常气动力影响的三维数值研究

对非均匀栅距叶片排的轴流压缩机进行了三维数值模拟研究,着重探讨了动静相干对压缩机动叶表面非定常气动力的影响。结果表明：不同非均匀栅柜分布结构组合构成的新型＂时序效应＂有助于降低动叶所受到的非定常激振力。此外,通过频谱分析发现,非均匀栅距结构将动叶在单一频率下的较大激振力分散到几个频率处,从而降低了单一频率下的激振力。     

静止叶片式空气压缩机的研究

提出了一种新型静止叶片式空气压缩机,该压缩机具有一个做摆动运动的转子和一个静止不动的叶片,叶片的外端与气缸的内孔壁面密封紧固连接,叶片的侧端与端盖密封紧固连接,借此减少了气体直接从压缩腔向吸气腔窜逸的通道,有效地消除了压缩机在这些部件间的泄漏损失和摩擦损耗。介绍了压缩机的结构特点及工作原理,建立了压缩机的数学模型。研究表明:转子的扭摆惯性力矩对滑块与叶片运动副的摩擦及磨损有较大影响,应减小转子的转动惯量以降低滑块与叶片间的接触力;转子与端盖的轴向间隙对压缩机内部泄漏损失十分敏感,应采取轴向密封措施以减少转子轴端处的泄漏量。     

风力发电机叶片三维模型重构及气动特性分析

风力发电机叶片形状直接影响风力发电机气动性能,根据风力发电机叶片特点规划测量路径,采用三坐标测量机（CMM）对风力发电机叶片表面进行测量,提取表面的三维点云数据.对点云数据进行分组和处理,在Pro/E中生成叶片的三维几何模型.在Fluent软件中对叶片翼型进行了不同攻角的气动特性分析,得到了不同攻角下的流场分布情况.     

风力机柔性叶片翼型的气动特性研究

基于柔性叶片大尺寸变形的特点,选取NPU翼型作为研究对象,采用Xfoil软件计算不同弦向变形时翼型的升阻力系数及俯仰力矩系数,并总结翼型变形后升力系数计算的修正公式。研究表明,柔性叶片弦向弯曲变形越大,翼型的升力系数越大,阻力系数也会有小幅度增大,但升阻比总体呈现增大趋势,有利于提升气动性能。翼型变形后的气动特性计算修正公式的计算结果与模拟仿真的结果也吻合较好。     

不同厚度翼型对气动特性及叶片强度的影响

在小雷诺数条件下,采用N—S方程研究了-4°～10°迎角下不同厚度翼型对气动特性的影响规律,迭代计算结果表明：厚度较小的翼型在某一小攻角下获得最大的升阻比。并利用Solidworks软件,分析了三种不同厚度翼型叶片的应力分布,结果表明,三种翼型叶片均满足强度要求。