谢军龙
,
汪学军
,
伍光辉
,
董亚龙
,
吴克启
工程热物理学报
粒子成像测速仪(PIV)技术是一种测量叶轮机械内部流场的有效手段.本文利用对开式前缘弯掠轴流风扇进行PIV实验,捕捉到了开式轴流风扇的叶尖涡.实验结果表明,叶尖涡产生于叶顶前缘的吸力面,其涡核沿一条与旋转方向相反的斜线延伸,一直到转子下游出口.PIV实验数据和CFD内流计算结果吻合良好.本实验为改善风扇性能和认识其内流机制提供了可靠的实验依据.
关键词:
前缘弯掠
,
开式轴流风扇
,
PIV
,
叶尖涡
薛永飞
,
谢军龙
,
涂运冲
,
吴克启
工程热物理学报
本文提出了三势流组成的复合射流模型,用初等谐振子波包方法分析了点源、偶涡和复合射流的声源特性和传播特性.在管径较小时的点源外部谐振子作用声压值大于经典作用值.双偶极子的近、外场声压分布等值线近似于圆簇,其内部声压类似于双帽子分布,两帽环之外呈现虚数“真空”带.复合射流点源声场中管径越小,其声压沿轴线四周越发散.声压在近管口的轴线四周有很强的指向,轴向指向最大,在45°方向左右有一个稍高的指向.周期流动近场近轴线四周影响不大,在0°～20°方向有较大指向,而远场一周期内出现两个等声压分布时间段.本文为微观层次下揭示声振子传播特性和音源特性打下了基础.
关键词:
谐振子
,
合成射流
,
声传播特性
,
音源特性
涂运冲
,
谢军龙
,
王嘉冰
,
张师帅
,
吴克启
工程热物理学报
在哈密尔顿体系下,提出气体声波传播的一种新的谐振子模型,并引入群论确定气体声波传播过程中的分子振动模式、能级简并.新模型将气动声学声传播问题与分子振动关联起来.由于发展高效的薛定谔方程的数值计算方法,有利于联系分子的性质来解释声的传播.本文从此出发,用二阶有限差分格式和生成函数法构造的二阶辛格式分别计算一维定态谐振子势场和含时谐振子势场的薛定谔方程,分析了数值解的误差以及传播能量误差.结果表明辛算法具有明显的优势.
关键词:
哈密顿原理
,
薛定谔方程
,
辛几何算法
游斌
,
谢军龙
,
杨九铭
,
吴克启
工程热物理学报
本文对前缘弯掠斜流转子叶顶间隙内的流动特性进行了数值分析.结果表明:叶顶间隙气流与主流发生卷吸而生成泄漏涡.泄漏涡作用的区域具有较低的压力分布.在叶片通道内,泄漏涡沿着与转子旋向相反的方向朝相邻叶片的压力面移动.大间隙时的泄漏涡比小间隙时强烈.低流量时泄漏涡的作用区域比高流量时大.在各种流量特性下,叶顶尾缘近吸力面区域都存在着二次间隙流.
关键词:
CFD前缘弯掠斜流转子
,
叶顶间隙
,
泄露涡
,
数值分析
涂运冲
,
谢军龙
,
王嘉冰
,
王芸芸
,
吴克启
工程热物理学报
对于复杂的体系,组成体系的各粒子间的相互作用决定其能量状态.对于不同势场,描述粒子运动规律的Schr6dinger方程是不同的微分方程.本文在原来的Hamilton谐振子数学模型基础上,通过引入Morse势能函数代替原来的简谐振子势模型,研究了一维气体分子链中声传播的问题.从能量的概念出发,将声传播问题转换成求解谐振子的波函数以及能量本征值的问题,建立配分函数与热力学量之间的关系,以Morse势能函数的振子模型构造的声传播模型求取声压及声能量.通过比较,经典方法与量子谐振子模型计算的一维声压吻合.
关键词:
气动声学
,
Morse势能函数
,
Schr(o)dinger方程
游斌
,
周拨
,
吴文新
,
谢军龙
,
吴克启
工程热物理学报
本文采用Navier-Stokes方程和K-ε两方程模型对多翼风机分别采用新型斜蜗壳和常规直蜗壳的内流特性进行了三维数值模拟和实验研究.新型斜蜗壳的蜗舌间隙沿轴向从底盘到进风口由6%变化到4%,同时间隙位置沿圆周方向偏移15°.计算结果表明采用新型斜蜗壳可以改善多翼风机蜗舌间隙内的压力和速度分布,消除近底盘区域的出口旋涡.实验结果表明,采用新型斜蜗壳可以提高多翼风机的压力,降低叶片通过频率噪音并能改善音质.
关键词:
斜蜗壳
,
多翼风机
,
数值分析
,
实验研究
,
CFD
游斌
,
周拨
,
吴文新
,
谢军龙
,
吴克启
工程热物理学报
本文采用Navier-Stokes方程和K-ε两方程模型对不同负载时家用空调贯流风机内部偏心涡的演化规律进行了数值模拟.研究表明,随着出口外界负载的增加,贯流风机内部偏心涡增大,偏心涡卷吸的区域增强;同时偏心涡的涡核不断向远离蜗舌的方向移动.而在相同的出口背压下,提高或降低贯流风机的转速,偏心涡的涡核位置几乎不发生变化.
关键词:
不同负载
,
贯流风机
,
数值分析
,
偏心涡
,
CFD
游斌
,
谢军龙
,
王军
,
吴克启
工程热物理学报
本文对一前弯多翼离心风机的内流场进行了三维数值分析.结果显示蜗壳内部的最大压力沿着轴线方向分布在不同的圆周位置,叶轮内部蜗舌上游区域存在着进口旋涡,蜗舌附近存在着明显的从叶片出口到进口的逆向回流,蜗舌间隙中存在着间隙涡,本文同时给出了一些典型位置上的速度和静压沿轴向的分布曲线,为验证本计算方法的可靠性,计算的流量和压力特性曲线和实验结果进行了比较,吻合良好.
关键词:
CFD
,
多翼离心分机
,
三维
,
数值分析
谢军龙
,
游斌
,
周拨
,
吴克启
工程热物理学报
本文采用DPIV实验研究方法,在不同转速工况下,对开式前缘弯掠子午加速风扇转子叶尖涡在叶轮尾缘的脱落流动现象进行了测量.结果表明:在不同转速下,转子尾缘处均存在明显的叶尖涡流动现象.该叶尖脱落涡流动现象具有相似性,随着转速的增大,叶尖涡区和吸力面之间的径向速度差增大,叶尖涡强度随转速增加而增强.随着转速的增大,叶尖涡和主流相互作用加剧,涡量负值增大,叶尖涡影响区域也逐渐扩大.径向速度梯度同样随转速增大而增大的结果,增强了叶尖涡对尾迹区作用的影响.最后,本文通过CFD对该开式风扇叶尖涡流动现象进行模拟,其结果给出了相似的叶尖涡在转子尾缘脱落流动现象,为前缘弯掠开式子午加速风扇在户室中央空调室外机上的应用和风机系统的优化设计及其降噪研究提供了重要的内流数据.
关键词:
脱落涡
,
尾缘
,
子午加速
,
DPIV
谢军龙
,
王芸芸
,
江振兴
,
鲁念
工程热物理学报
本文研究了障碍物位于流场不同位置时轴对称射流冲击尖劈障碍物流动和声学特性.应用大涡模型(LES)数值模拟了受限射流流动特性和FW-H方程数值积分求解了远声场噪声频谱和声压级特性,并与自由射流模拟结果进行对比分析.模拟结果表明当障碍物位于自由射流流场转折界面处,自由射流涡环配对失败,使得自由射流主要噪声源被破坏,受限射流声源为障碍物产生的偶极子声源;当障碍物位于自由射流流场充分发展区,自由射流主要声源涡环配对完成,声源为自由射流段四极子声源和障碍物产生的偶极子声源,且随着离喷嘴距离增加,障碍物处流体流动速度减小,远声场相同位置声压级值逐渐减小.
关键词:
尖端障碍物
,
受限射流
,
大涡模拟
,
流声特性
