叶向艺
,
郑振环
,
李强
材料科学与工程学报
基于局域热力学平衡假设,建立三维非稳态等离子电弧的湍流模型,应用计算流体力学软件ANSYS CFX模拟了氩/氢等离子喷枪内阳极弧根的再附着过程、电弧与气流的相互作用以及等离子体温度和速度分布.结果表明,在冷气流推动下,阳极弧根向喷嘴下游移动,电弧被拉长,弧电压升高,电场强度增大.当电弧向下游移动到电场强度足够大时,电弧击穿并形成新的弧根.喷枪内电弧波动导致喷枪出口等离子体最大温度和最大速度发生波动,滞后时间为10μs.喷枪内的流动与传热具有明显的三维特征,与温度分布相比,速度分布的三维特征更明显且更向中心处集中.
关键词:
等离子喷涂
,
三维模拟
,
非稳态模拟
,
电弧动力学
,
等离子体特性
蒋康涛
,
黄伟光
,
徐燕骥
工程热物理学报
本文采用分区、并行计算方法求解二维Euler方程,对1.5级透平叶片排内的非定常流场干涉进行了数值模拟,并探讨了透平叶栅静叶周向布局对透平级性能的影响.计算结果表明,本文的处理和计算方法是合理有效的,并且发现存在静叶最佳周向布局,此时透平级的性能最好.本文所得结论对于透平级的优化设计是有意义的.
关键词:
透平叶栅
,
静叶周向布局
,
分区算法
,
并行计算
,
数值模拟
李绍斌
,
王松涛
,
冯国泰
,
王仲奇
工程热物理学报
本文采用数值模拟研究串列叶栅后排静叶周向位置对压气机级性能的影响.通过对数值结果的分析给出了串列叶栅在压气机中级的匹配方法及两排静叶周向最佳匹配位置,结合总压损失和壁面流动详细分析了三个典型周向位置对串列叶栅流场的影响.
关键词:
串列叶栅
,
周向位置
,
匹配
宋彦萍
,
陈焕龙
,
陈浮
,
王仲奇
工程热物理学报
数值模拟了低速条件下大转角压气机叶栅中采用带切向孔叶片对叶栅性能的影响.结果表明,与常规不开孔的叶栅相比,采用带切向孔叶片的压气机叶栅通流能力提高1.3%左右,叶栅总损失降低17%左右.气动性能的改善一方面来源于切向孔附近叶片负荷的降低,横向二次流动减弱;另一方面,穿过切向孔在吸力面表面形成的射流增加了吸力面角区内低能流体的能量,提高了其抗分离能力.针对本文算例,从提高做功能力和减小损失的角度看,切向孔应布置在80%轴向弦长以前为好.
关键词:
压气机
,
吸力面射流
,
气动性能
李继超
,
白冰
,
耿少娟
,
聂超群
工程热物理学报
在一台单转子低速轴流压气机上,以叶顶间隙泄漏流非定常性为切入点,通过实验测量沿弦向和周向的壁面非定常压力,分析了叶顶端区非定常波动特征沿叶片弦长的调频特性.研究了占主导地位的叶顶间隙泄漏流非定常波动沿周向的传播特征,进一步分析叶顶间隙泄漏流非定常性波动到失速先兆信号产生的演变规律.实验结果表明,由叶顶间隙泄漏流非定常性波动主导的叶顶端区流场在压气机节流过程中,其周向传播速度逐渐增加,直到失速先兆的产生.由此可以判断,叶顶间隙泄漏流非定常性是失速先兆信号分析和预测的流场依据,为澄清和理解叶顶间隙泄漏流非定常和失速先兆至失速的不同流动特征的统一流体力学机理提供指导.
关键词:
压气机
,
叶顶间隙泄漏流非定常性
,
周向传播
,
失速先兆
,
功率谱密度
,
均方根
李杨
,
欧阳华
,
杜朝辉
工程热物理学报
本文采用数值模拟的方法,对三种带有周向弯曲叶片的低压轴流通风机(原型叶轮、周向前弯及后弯叶轮)的叶顶泄漏流动进行了研究.在数值计算与试验测量结果较为吻合的条件下,从流场和压力场等不同角度分析探讨了叶片周向弯曲后,叶顶泄漏流动和泄漏涡的形成和发展规律.数值计算结果表明,叶顶周向前弯加剧了泄漏涡与主流的掺混;周向后弯叶轮比前弯叶轮有助于减弱叶顶泄漏流动;强度大、衰减慢的泄漏涡,降低了叶顶的通流能力,同时与主流的掺混加剧也增大了叶轮的端部损失;此外,顶部间隙高度的增加,泄漏流动加强,旋涡的起始点更靠近叶片后缘.
关键词:
轴流风机
,
弯掠叶片
,
叶顶泄漏流
周小勇
,
赵庆军
,
徐建中
工程热物理学报
本文针对一高负荷跨音压气机,采用正交试验设计的方法研究了周向槽机匣处理槽深、叶顶间隙和叶顶叶型安装角对压气机失速裕度和峰值效率的影响.通过极差分析的方法研究了各因素影响失速裕度和峰值效率的主次顺序,以及各因素水平变化对试验指标的影响,得到了使单项试验指标最优和兼顾两项试验指标的各因素水平组合方案.通过对流场的分析表明,优化后的方案抑制了叶顶区域泄漏涡和激波相互作用所引起的低速区,缓解了叶顶区域的堵塞,使压气机的失速裕度提高.同时周向槽内的流动及其与主流的掺混造成叶顶区域流动损失增加,峰值效率降低.
关键词:
跨音压气机
,
周向槽机匣处理
,
正交试验
南希
,
王偲臣
,
马宁
,
刘乐
,
林峰
工程热物理学报
本文从实际应用角度出发,提出了一种基于三维数值模拟,作用于动叶端区的控制体分析方法,可用于初步筛选不同轴流压气机周向槽机匣方案.在对失速机理是主流/泄漏流交界面在前缘溢出的认识基础上,确定了以动叶端区轴向动量作为衡量不同周向槽方案对压气机稳定性影响的特征量.在转子动叶端区设置一系列离散控制体,依照叶顶流动的影响区域来确定控制体的覆盖范围.通过观察有槽和无槽结构控制体上累加的辅向动量的变化,以跨音转子的多槽为例,分析比较了不同周向槽方案的扩稳能力.另一例子是对低速压气机利用该方法筛选出具有最佳扩稳能力的双槽,并以实验研究验证了这一分析方法的可靠性和潜力.
关键词:
动叶端区
,
控制体分析
,
周向槽
,
轴向动量
南希
,
刘乐
,
马宁
,
林峰
,
聂超群
工程热物理学报
本文从实际应用角度出发,提出了一种基于三维数值模拟的分析方法,可用于快速比较不同轴流压气机周向槽机匣的扩稳能力.在对失速机理是主流/泄漏流交界面在前缘溢出的认识基础上,确定了以动叶端区轴向动量作为衡量不同周向槽方案对压气机稳定性影响的特征量.不需对机匣处理计算到失速点,仅在光壁失速点流量下,通过比较端区轴向动量的分布即可预测不同方案的扩稳能力.进而以某跨音速转子为示例,分析预测了其七种不同周向槽方案的扩稳能力并利用实验验证了这一方法的预测结果.
关键词:
动叶端区
,
控制体分析
,
周向槽
,
轴向动量
崔涛
,
陈绍文
,
周治华
,
王晋声
,
王松涛
,
王仲奇
工程热物理学报
在低速风洞实验台,对具有不同深凹槽结构平面叶栅在不同间隙尺度条件下的流动特性进行了实验研究.实验采用五孔气动探针和高灵敏度及高精度的压力扫描阀测量了叶栅出口截面的气动参数,对比分析了总压损失的展向分布,并在叶栅端壁和叶片表面进行墨迹显示.结果表明,深凹槽式叶顶结构应用于本文研究的叶栅上是可行的.深凹槽尾缘开口有利于降低叶顶间隙泄漏损失,凹槽前缘开口对前缘附近局部流动产生一定影响.对整个流动通道涡生成影响不如泄漏流作用强,并且尾缘开口与前缘开口开度的匹配对叶顶间隙泄漏损失有明显的影响.
关键词:
深凹槽
,
间隙间隙流动
,
涡轮
,
实验研究
