| 基于流固耦合方法的刷式密封刷丝变形及接触力特性的数值研究 |
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| 引用本文： | 刘璐园,张元桥,李 军.基于流固耦合方法的刷式密封刷丝变形及接触力特性的数值研究[J].燃气轮机技术,2019,32(1):1-7. |
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| 作者姓名： | 刘璐园 张元桥 李 军 |
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| 作者单位： | 西安交通大学叶轮机械研究所 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划（2017YFB0601804） |
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| 摘 要： | 采用基于非线性Darcian多孔介质模型的三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程耦合Finite Element Method(FEM)接触模型的数值方法,建立了考虑了泄漏流体气动力、刷丝间摩擦力和刷丝与前后夹板间的相互作用的刷式密封刷丝变形及接触力特性的预测模型。对比分析了单级和两级刷式密封的刷丝变形量及其与转子面的法向接触力和摩擦力随压比的变化特性,探究了刷丝直径、刷丝倾斜角和干涉量对刷丝与转子表面接触力的影响规律。结果表明:压比由1.1变化到4.0时,单级和两级刷式密封的刷丝变形量、刷丝与转子面的法向接触力和摩擦力均随压比的增大而增大;在相同压比条件下,两级刷式密封上游级和下游级刷丝与转子面的法向接触力较单级刷式密封分别可降低55%和32%;刷丝与转子面的法向接触力和摩擦力随刷丝直径、刷丝倾斜角和刷丝束与转子面干涉量的增大而增大。当刷丝直径小于0.08 mm,干涉量小于0.1 mm,刷丝倾斜角在30°～45°之间时,可有效降低刷丝与转子间的法向接触力和摩擦力。
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| 关 键 词： | 刷式密封 刷丝变形 接触力特性 数值模拟 |
Numerical Investigations on the Bristle Deformation and Contact Force Characteristics of Brush Seals Using Fluid-Structure Coupling Method |
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| Liu Luyuan,Zhang Yuanqiao,Li Jun.Numerical Investigations on the Bristle Deformation and Contact Force Characteristics of Brush Seals Using Fluid-Structure Coupling Method[J].Gas Turbine Technology,2019,32(1):1-7. |
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| Authors: | Liu Luyuan Zhang Yuanqiao Li Jun |
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| Affiliation: | Institute of Turbomachinery,Xi''an Jiaotong University,Xi''an 710049,China;Institute of Turbomachinery,Xi''an Jiaotong University,Xi''an 710050,China; Institute of Turbomachinery,Xi''an Jiaotong University,Xi''an 710051,China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | brush seal bristle deformation contact force characteristics numerical simulation |
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