不同攻角下压气机叶栅涡流噪声辐射特性的研究

采用大涡模拟模型和边界元方法对压气机叶栅的非定常流场与声场进行了分析,研究了来流攻角对叶栅尾缘非定常涡脱落及其噪声辐射特性的影响.结果表明：压气机叶栅流场中存在着尾缘涡脱落现象,尾缘涡脱落的强度随着攻角的变化而变化.在较大的正攻角下,吸力面存在的分离涡与下游的尾涡相互影响,引起较大的升力脉动,使得噪声辐射增强;而在较大负攻角下,压力面的分离涡同样影响尾缘涡的脱落,噪声辐射水平也有增强趋势.来流攻角对噪声辐射的指向性影响不大.声压级的最小值出现在阻力系数最小的攻角下.     

叶型最大挠度点位置对轴流泵流动激励力及其流动噪声的影响分析

叶型最大挠度点位置的移动对轴流泵叶片吸力面的附面层流动有较大影响,从而影响轴流泵的流动效率。利用计算流体力学方法对叶轮叶片具有不同叶型最大挠度点位置N_c的轴流泵模型内部定常和非定常流场进行数值模拟,分析轴流泵内非定常压强分布随N_c变化的规律。研究结果表明:随着N_c向叶片尾部移动,轴流泵扬程和效率均提高;N_c从0.3增大至0.4时,扬程提高了0.94 m,约20.3%,效率提高了2.7%;N_c从0.4增大至0.6时,扬程提高了0.25 m,约4.5%,效率提高了0.3%.从叶高静压分布和泵内流动激励力均可以看出,N_c为0.4、0.5和0.6时的流场相对于N_c为0.3时更有利于提高流动效率。轴流泵的声场结果表明,N_c=0.6时声压级最低,且振速最小。     

汽轮机末级湿蒸汽凝结流动模型差异性研究

以汽轮机末级叶片为研究对象,采用计算流体力学方法对单流道几何模型进行数值计算,研究了湿蒸汽平衡与非平衡凝结流动模型之间的特性差异,并基于非平衡凝结探讨表面张力修正系数(NBTF)在定常分析中对湿蒸汽参数的影响。结果表明：非平衡凝结模型主要影响液滴数目及颗粒直径,速度场分布与平衡凝结模型有较大差异;基于非平衡凝结模型对表面张力进行修正的模型会降低级内热力学损失,总-静效率比未修正表面张力的原型增加0.16%,相较平衡凝结模型降低3.26%;在主频下,修正模型动叶所受轴向激励力相较于平衡凝结模型减少52.76%,切向激励力减少57.12%,但轴向力与切向力载荷均方根值分别增加1.59%和0.21%。     

汽轮机调节级隔断尺寸对流动特性的影响研究

针对调节级喷嘴以半周方式布置的小型工业汽轮机,采用CFD方法研究了在100%负荷工况下喷嘴隔断周向尺寸对调节级流动和激励力的影响。在喷嘴周向间距a不变的情况下,通过改变隔断周向尺寸b,设计了4种方案,b/a分别为0.5、1.5、2.5和3.5。数值研究结果表明：隔断周向尺寸的增加会导致下游静叶70%弦长处静压升高,流道内气体出现强烈的膨胀和压缩现象,影响调节级效率。此外,隔断周向尺寸的变化会影响单个动叶的汽流激励力的主导频率,但对整圈动叶的汽流激励力主导频率没有影响,只影响动叶振幅。研究成果可为调节级隔断设计提供参考。     

受激布里渊散射中的相位跃变

报道了受激布里渊散射 (SBS)过程中的相位跃变 ,实测了相位跃变的几率随入射脉冲能量的关系。结果表明 ,在CCl4 介质中 ,相位跃变的几率约为 2 0 %。即使在饱和能量下 ,SBS的相位跃变依然存在。相位跃变干扰了Stokes光的相位 ,减小了相干长度 ,增加了光谱宽度。相位跃变的产生中断了SBS的相位共轭过程 ,造成SBS的相位共轭度下降。     

叶片锯齿前缘控制流动分离的数值研究

针对锯齿前缘结构调控叶片近壁面流场特性,以NACA0018叶片为对象,采用大涡模拟方法研究不同锯齿前缘结构对叶片近壁面流场的影响机制。获得了来流速度为30 m·s^-1、雷诺数为513 440、0°攻角下叶片近壁面流场分布特性。分析了锯齿前缘和叶片前缘和尾缘处压力脉动及分离涡的影响。数值结果表明：对正弦波齿而言,随着振幅的增大,在波谷处的小涡开始向前缘移动,整体上小尺度涡增多,前缘近壁面压力脉动增大,尾缘近壁面压力脉动减小;对叠加波形齿而言,尾迹涡进一步破碎,厚度变薄,叶片表面出现破碎的小尺度涡,在尾缘处叶片压力脉动幅值下降最为明显,且未出现明显的窄带尖峰。     

旋转钻头射流方式对井底流场影响的数值剖析

为研究射流方式对旋转钻头井底流场的影响,对三维、旋转、非对称布置多个喷嘴的钻头进行了多种射流方式的数值对比模拟,并进行了详细的数据分析和讨论。模拟结果表明,射流方式对漫流层厚度影响不大但对井底的清岩能力有明显影响,同角度倾斜射流产生的井底结构在计算范围内比其它射流方式要好。     

不同剖面色散缓变光纤中调制不稳定性分析

研究了不同群色散剖面结构的色散缓变光纤中调制不稳定性增益谱。结果表明,各种群色散剖面光纤的增益谱宽并不相同,指数型光纤的增益谱宽与传输距离是一单调关系;线型、高斯型、对数型光纤的增益谱宽变化曲线都有一个谷底;双曲线型光纤情况较为特殊,它的增益谱宽先是展宽,然后又逐渐减小。并从调制不稳定性的角度解释了用色散缓变光纤实现脉冲压缩的机理。     

色散缓变光纤中交叉相位调制不稳定增益谱

从非线性薛定谔方程出发得到了色散缓变光纤中交叉相位调制(XPM)不稳定性的增益谱。结果表明,XPM产生的调制不稳定性既可以在光纤反常色散区产生,也可在正常色散区产生,反常色散区的增益谱宽比正常色散区宽,且色散缓变光纤中XPM不稳定增益谱宽比普通光纤中XPM不稳定增益谱宽宽,增益峰值高。色散缓变光纤是XPM调制不稳定性的较好色散介质。