轴流泵端壁区域流动三维粘性数值计算

本文作者采用通用流场分析软件FLUENT，基于N-S方程，选用RNG k-ε湍流模型与SIMPLEC算法，对轴流泵叶轮内部(及端壁间隙)流动进行了三维粘性数值计算。通过实验验证，表明数值计算结果和实测数据吻合较好。详细分析了叶顶附近流场形态以及叶轮出口轴向、周向速度分布，进行了性能预估。并给出了实验装置图。     

离心式压缩机内三维粘性流动计算

采用时间相关的可压缩平均Ｎ－Ｓ方程组及Ｋ方程湍流模型，应用任意拉格朗－欧拉法（ＡＬＥ）进行离散，对离心压缩机叶轮内部的三维粘性流场进行了数值模拟，ＡＬＥ法采用任意六面体网络单元，网格可按规定速度运动，因此适用于具有复杂几何边界和流场区域不断变化的流动问题，以Ｅｃｋａｒｄｔ叶轮为例进行了数值计算，计算结果与实验结果吻合良好。     

对旋风机性能数值仿真与实验对比

为了研究对旋风机建模对其性能影响,依据流体力学理论,采用3D激光扫描技术,对FBD5.0/2×7.5型号对旋式轴流风机叶轮叶片进行逆向建模,运用软件,建立了风机整体模型,并给出了流体场计算结果,对风机内部流场进行数值模拟并通过风管式实验装置对风机进行实验,验证了建模准确.结果表明,对对旋式轴流风机叶轮逆向建模,建模快速,模型准确,仿真数值结果与实验数据进行对比分析,仿真计算可行.为对旋风机建模提供了新的方法,提高了风机设计的精确度.     

浅谈用ANSYS对离心通风机叶轮进行流场分析

在离心通风机设计中,会通过对叶轮出口宽度进行调整,来改变风机的气动性能,除了理论计算,还可以依靠数值模拟软件模拟叶轮旋转时的流场来验证气动性能.     

基于内流数值试验的离心叶轮设计改进和流动性能分析

依据对离心叶轮内三维流场的数值研究，对某离心叶轮进行了改进设计。对于改进前后的叶轮内流动性能，运用有限元素法进行通流的三维气 动计算和分析以对比。计算结果表明，改进设计叶轮较原设计叶轮的流动性能有较大的提高。     

液力变矩器泵轮内流场的数值分析

利用流体分析软件STAR CD对W305型液力变矩器内部流场进行了数值计算。采用混合平面理论处理旋转速度不同的各叶轮之间的相互作用。基于计算结果重点分析了泵轮内流场的特性,对泵轮进出口平面的速度和压力分布进行了研究,并与相关公开实验数据进行了定性对比,同时还对外特性进行了计算。将计算结果与试验数据进行对比表明了流场计算是十分准确的。     

低比转速离心泵内部流场数值模拟

采用三维定常雷诺时均Navier-Stokes方程和Spalart—Allmaras湍流模型,对复合叶轮离心泵内部三维流场进行整机定常数值模拟,得到了复合叶轮离心泵内部流场的速度分布和压力分布。分析在不同流量点下复合叶轮和蜗壳内部流场,揭示离心泵内部的重要流动特征,证实了过流部件间相互作用引起的离心泵内部流场的不对称性。数值模拟结果表明,复合叶轮离心泵的整机数值模拟分析能够较准确地预测出离心泵内部的流场结构及性能参数。     

多级离心泵整机流场三维非稳态湍流压力脉动特性分析

为了探究离心泵内部非稳态流动引起的压力脉动现象及其特性,以某型多级离心泵为对象,建立了流场三维有限元网格.采用Fluent仿真技术,选用RNG k-ε湍流模型对离心泵流场进行非稳态数值计算,通过设置监测点,得到了不同位置处在每个时间步长下的压力值.运用FFT方法,对叶轮及蜗壳等主要流道监测点的压力脉动进行频谱分析,结果表明叶轮和蜗壳内的压力脉动主要集中在叶频及其倍频处,并且叶轮与蜗壳之间动静干涉对压力脉动有较大的影响.     

基于FLUENT的离心式压缩机内部流场的数值模拟研究

针对小流量高压比单级离心压缩机内部流场进行流动特性分析,利用SLIODWORKS等机械制图软件建立一个单级离心压缩机的三维模型,再利用FLUENT对离心压缩机整体和内部结构,包括叶轮、扩压器和蜗壳进行数值模拟和流场分析,最后将数值计算结果与工厂试验的性能参数对比,验证了压缩机数值计算的精度。     

基于CFD的离心泵全流场非定常流动特性研究

为了研究不同流量下离心泵全流场内部非定常压力脉动分布特性,采用RANS方法和SSTk-ω模型对泵内非定常流动进行了数值计算.研究发现,不同流量工况下离心泵扬程和效率计算结果与试验结果的最大偏差在4％以内,验证了数值计算结果与试验结果的良好一致性.数值计算结果显示:小流量工况下,在叶轮多个流道内发现漩涡结构.由压力脉动的...     

低速轴流叶轮流场气动声学试验研究

以低速轴流风扇的弯掠叶片为对象,通过气动声学试验,获得了不同运行工况下声压级的变化规律,对比研究了叶片周向弯曲方向对低速轴流风扇气动噪声的影响.结果显示,低速轴流风扇尾迹宽度的径向分布规律受叶片弯曲方向的影响不大,即叶轮尾迹宽度沿径向都呈现逐渐减小的变化规律.与后弯叶片相比,前弯叶片的降噪性能更强.     

轴流压气机转子性能及间隙流动研究

以一轴流压气机孤立转子实验台为研究对象，对其内部流动进行了全三维的数值模拟。数值计算结果与实验测量结果对比分析表明，程序很好地预测出了孤立转子的总性能和基元性能。以此为基础进一步数值研究了间隙大小的变化对该实验台间隙流动的影响。结果表明，间隙的大小对动叶顶部区域的流动特性，包括间隙流动的发展形式、泄漏涡的强度、间隙流动造成的损失分布等，产生了很大的影响。     

带后缘附翼的桨叶气动扭转变形特性

针对修正的Greensberg准定常气动理论建立了带后缘附翼的桨叶运动方程.在此基础上,研究了不同的附翼偏角下桨叶扭转角沿着展向的分布规律,同时,也研究了不同的附翼偏转角下桨叶挥舞方向的变形情况.数值结果表明:当附翼偏转角为6°时,桨尖的扭转角为-3.8°;当附翼偏转角为-6°时,桨尖的扭转角为3°.附翼偏转角对桨叶挥舞方向的变形也有很大的影响,当附翼偏转角为6°时,桨尖挥舞位移为0.16R,比附翼无偏转时减少了50.8%.因此,通过后缘附翼的偏转使桨叶产生扭转变形在理论上是可行的.     

考虑叶顶间隙的螺旋轴流式混输泵主流道内空化特性

为揭示叶顶间隙对螺旋轴流式混输泵主流道内空化特性的影响,基于Rayleigh-Plesset方程的Zwart-Gerber-Belamri空化模型,采用SST k-ω湍流模型在不同空化阶段下对螺旋轴流式混输泵主流道内的空化特性进行研究,通过考虑叶顶间隙更为精准地揭示螺旋轴流式混输泵主流道的空化情况。结果表明:在叶顶处,除了流道内出现低压区和空泡外,在叶片吸力面表面也出现低压区和空泡分布;在临界空化阶段,叶轮进口以及叶片进口叶顶间隙处存在微弱的空泡分布;随着空化的发展,到断裂空化阶段,空泡分布区域由叶片压力面移动到叶片吸力面,说明叶顶间隙对混输泵主流道内的空化性能产生较大的影响。本文的研究结果可为螺旋轴流式混输泵空化性能的改善提供工程参考。     

间隙大小对压气机转子间隙泄漏流场的影响

针对叶尖率先出现失速信号的一亚音速轴流压气机转子,采用全三维数值模拟方法分析了3种顶部间隙情况下泄漏流动特点,以及它对转子气动性能的影响。数值模拟结果表明,不同间隙情况下泄漏涡的运行特性与压气机的性能和稳定性密切相关。3种间隙情况下,泄漏涡在近失速工况下均发生了破碎。涡破碎造成泄漏涡体积突然膨胀,从而使堆积在机匣壁上的低能流体迅速扩散,对来流产生了很大的阻塞效应。在下游工况相同的条件下,大间隙时最先发生了泄漏涡破碎,说明泄漏涡初始形成时的强度越强,越容易出现涡破碎。     

可调轴流式锅炉引风机动叶片磨损失效分析

通过理化分析和磨损形貌观察，探讨了火焰喷焊动叶片的磨损机理。结果表明，动叶片的磨损主要是低角度冲蚀磨损，碳化钨等金属化合物的磨损机理是疲劳脆断，镍基奥氏体的磨损机理是微切削，提出了从喷焊材料和工艺方面提高耐磨性的措施。     

叶栅流场尾迹中非定常涡系的数值模拟

叶栅通道内包含复杂非定常流动特征的涡系结构，二维直叶栅的尾迹涡系中粘性、尺寸效应十分明显，进行数值模拟时计算量较大，因此时分离涡产生与脱落过程的准确、清晰的捕捉要求有更高效率的数值解法。应用隐式格式、全场统一时间步长和Baldwin—Lomax紊流模型求解二维Navier—Stokes方程，时二维直叶栅流场非定常涡系进行了数值模拟分析，在大攻角、不同进口马赫数的2种工况下，通过对比分析不同时刻叶栅流场的熵和压力瞬态图，捕捉到分离涡产生与脱落过程，并合理地反映了紊流流动特征。通过计算结果看出，所采用的非定常粘性流动数值模拟方法有效，计算效率较高，能够较好地捕捉复杂的尾迹非定常涡系，较为清晰地反映叶栅流场涡系的形成、发展和消失过程，为进一步研究孤立转子和多叶排环境下的非定常流动效应提供了初步的基础。     

风力机设计软件WTD1．0气动设计性能分析

为了研究分析风力发电机设计软件WTD1．0（一套基于考虑了流动三维气动效应数学模型的设计软件）的性能,选取一实际的风力机为计算模型。对WTD在叶轮功率计算、叶片的安装角分布、风轮的转速、叶片翼型弦长分布、叶片扭转角分布设计等方面的功能进行了计算分析,并对WTD在叶轮的启动力矩、多叶片（叶片数超过6片）叶轮的气动计算和设计的功能等进行了分析研究。通过计算分析,发现设计软件WTD1．0在叶轮功率计算、叶轮结构尺寸设计、叶轮启动力矩计算及多叶片叶轮计算设计方面均有较好的表现,并能正确地反映风力机叶轮的气动理论,在一定程度上提高了风力发电机的气动设计水平。     

叶表和端壁抽吸对跨音速压气机稳定性影响对比分析

以NASA Rotor35为研究对象,应用数值模拟手段深入分析了叶表和端壁不同位置抽吸对该压气机稳定性的影响效应。研究结果表明:叶表抽吸虽然使得压气机压比和效率有所升高,但使叶顶前缘脱体激波和间隙泄漏流强度的增加,导致两者相互作用引起的低能堵塞团尺度过早增长,压气机提前进入失速;端壁抽吸改善了转子顶部前缘激波结构,削弱了叶顶低能阻塞团中的高熵流体,改善了叶顶区域的流动,实现了压气机的扩稳效果,但对压气机压比和效率性能改善不明显。     

定常微量喷气提高轴流压气机稳定工作裕度机理探讨

顶部喷气是提高压气机稳定工作裕度的有效方式之一。文中设计了一种新型的喷嘴结构,利用高速单级轴流压气机试验台,研究了定常微量喷气对压气机性能和稳定工作裕度的影响。试验结果表明:在53%设计转速下,占压气机设计流量0.064%的喷气量可以使得压气机的失速裕度提高7.69%。同时,对带定常微量喷气的压气机转子内部流动进行了时间精确的非定常数值模拟,对比分析了喷气前后转子顶部区域不同的流动结构。将顶部间隙泄漏涡轨迹向压气机转子尾缘推移,抑制来流/顶部间隙泄漏流交接面向转子叶片前缘移动是定常微量喷气提高压气机失速裕度的主要机理。