半开式离心叶轮自循环机匣处理扩稳机理研究

为了改善传统的机匣处理在取得扩稳效果的同时伴随着叶轮绝热效率的下降,提出了一种新式的自循环机匣处理结构,并针对LSCC离心叶轮利用数值仿真的方法研究了处理的扩稳机理。分析表明,自循环机匣处理能有效的延迟失速的发生并在近失速区域略微提高压气机的绝热效率以及总压比。通过详细的流场仿真表明,用循环形式的机匣处理结构能有效地增大进口轴向速度以及叶顶区的气流进气角度,抑制了间隙泄漏涡在叶顶通道内的发展,从而减少叶轮叶顶区域的流动损失。     

基于遗传算法的压气机叶片的多目标三维优化

为了提高轴流压气机的效率,需要研究一种新的高性能的转子叶片.采用人工神经网络与遗传算法寻优相结合的方法对某单级轴流压气机亚音速叶片进行三维叶片型线优化设计.优化目标是尽可能的提高转子叶片的总压比、流量和等熵效率.优化仿真结果显示,流动分离区明显后移,损失显著降低,等熵效率提高了0.48%,同时总压比和流量也都得到了提高,优化叶片的气动性能较原型叶片明显提高.结果表明,优化方法能很好的完成亚音速叶片的优化设计,是获得低损失高效率性能的叶片的有效途径.     

叶顶间隙对离心泵性能影响的数值模拟研究

离心泵的几何结构复杂,所以其内部流场也极其复杂并呈强烈的三维紊流特性,由于目前的理论水甲和实验手段的限制,只能依靠精确的计算机仿真,才能获得其内部流场的详细情况,以便进行设计和优化.为了研究叶顶间隙对叶轮内部流场及性能的影响,对闭式离心泵叶轮和有间隙的半开式离心泵叶轮共同进行了计算机仿真.在所得计算结果基础上详细对比分析了离心泵内部流场的特性,捕捉到了叶轮通道内部的二次流现象.结果表明:随着叶顶间隙增大,叶顶问隙泄漏流动会使叶轮性能下降,二次流强度增加.从而说明计算机数值模拟方法,可以弥补实验方法的不足,用来研究叶顶间隙流动的影响,为离心泵的水力设计和优化提供依据.     

考虑间隙的压气机转子内部流动的数值模拟

采用时间推进法求解三维N-S方程，开发了一种用于计算考虑顶部间隙的压气机转子内部流场的三维粘性程序。对某压气机转子顶部间隙内的流动进行了详细的数值模拟，计算结果与试验结果吻合良好。通过分析可以发现，动叶顶部问隙的流动将引起叶片顶部气流的欠偏转，从而降低了转子附近相当大区域内的做功能力。同时，对于间隙内细微的流动结构也进行了较为深入的分析。     

轴向倾斜式周向槽处理机匣对压缩机的扩稳效果研究

针对某亚音速轴流压缩机转子进行周向槽处理机匣的数值模拟.相对于原始的径向式处理机匣,周向槽前倾63.4°,可以在更低的效率损失情况下获得更大的稳定裕度.流场分析表明:周向槽轴向前倾改变了槽内的气流流动结构,减小了流动损失,降低了槽的径向输运能力,增加了周向输运能力,扩稳效果更好.     

弥雾喷粉机结构参数的优化设计

本文提出了弥雾喷粉机结构参数优化设计系统，推导出了以射程为目标函数的关系式和约束条件，并对解法作了相应的说明，将该优化设计方法用于实际产品设计表明，该优化方法与传统的设计相比，可使弥雾喷粉机的主要性能指标射程提高3m以上，而整机尺寸并不增加。     

叶轮和蜗壳匹配关系对离心泵性能影响的研究

运用计算流体动力学(CFD)技术研究不同蜗壳面积对泵流场的影响,采用六面体结构化网格离散计算区域,数值计算使用NUMECA软件包的Euranus求解器,采用Jameson有限体积差分格式,并结合κ-ε湍流模型对三维雷诺时均N-S方程进行求解。模拟结果认为,泵的面积比越大,泵的高效区范围越狭窄,性能曲线越陡峭;扬程曲线随面积比的减小向右上方移动。在设计中实现叶轮和蜗壳的最佳匹配,可使离心泵发挥最佳的工作性能。     

用CFD研究离心压缩机叶顶间隙对内部流场的影响

采用商用软件NUMECAL中FINE/TURBO模块对低速大尺度离心压缩机(LSCC)在不同间隙条件下的内部流场进行了数值模拟。给出了压缩机叶轮出口处的通流速度分布以及不同截面二次流矢量、二次流流线等计算结果。结果表明:叶顶间隙的大小与泄漏流动的强度和通道内的尾迹区位置分布密切相关,泄漏流动与通道涡的相互作用严重影响了通道内的流场分布。     

单级轴流压气机内部三维流动的数值模拟

采用一种快速求解三维粘性流场的计算方法求解轴流压气机的内部流场及全工况特性。该方法采用时间推进法和有限体积差分格式进行求解，对某单级轴流压气机内部流动进行了详细的数值模拟，计算结果与试验结果吻合良好，同时对压气机内部流场进行了分析。     

后置蜗壳斜流风机整机数值模拟

使用商业软件Numeca的Fine／Turbo模块，对包含斜流叶轮与蜗壳一体的斜流风机进行整机计算。对一斜流风机在设计转速下不同工况点进行了数值模拟，并与试验结果进行了比较，吻合较好。通过特定截面的不同流动图谱，证实了蜗壳、叶轮相互作用引起的整机流场的不对称性。研究结果表明，叶轮内部叶顶间隙区二次流动和叶轮与蜗壳相互作用引起的涡系是影响斜流风机效率的主要原因。