黄玉娟
,
李晓东
,
陈江
工程热物理学报
以带试验结果的NASA单级跨音涡轮为研究对象,对NUMECA商业软件中的四种湍流模型在相同条件下进行三维、定常数值模拟,并与相应的试验结果对比,分析各湍流模型对涡轮数值模拟结果的影响.模拟结果表明:一方程的Spalart-Allmaras模型计算稳定性和解的精度都相对较高,两方程的两个模型对于算例类涡轮数值模拟精度较差.
关键词:
叶轮机
,
涡轮
,
数值模拟
,
湍流模型
陈江
,
季路成
工程热物理学报
采用轴对称特性优化程序对四级轴流压气机进行气动特性优化,研究分析叶片几何参数变化对设计工况及(n)=1.0、0.9转速线上性能影响.指出在多级轴流压气机气动设计过程中,设计工况性能优化将对非设计工况性能产生关联,因而在追求设计点性能同时必须兼顾各折合转速线上性能.实施非设计工况下设计参数优化有望带来多级轴流压气机性能整体提升.
关键词:
燃气轮机
,
叶轮机
,
轴流压气机
,
数值计算
,
特性优化
李伟伟
,
季路成
,
伊卫林
工程热物理学报
伴随方法单次优化循环计算量与设计变量数目基本无关,多设计变量时计算成本低.本文采用伴随方法发展了多级叶轮机三维黏性气动形状优化方法,包括伴随方程及其边界条件、目标函数与设计变量的敏感性关系.结合基于Hicks-Henne函数的三维叶片参数化方法和最速下降法建立了气动形状优化设计系统.针对1.5级压气机第二排叶片的反设计验证了该优化系统的有效性;以进、出口熵增为目标函数改型设计某1.5级超音压气机,改型后气动性能明显提升.
关键词:
叶轮机
,
伴随方法
,
敏感性关系
,
优化设计
,
参数化
季路成
,
陈江
,
黄海波
,
徐建中
工程热物理学报
本文以考虑非定常流动的完整性为线索,总结概述了先前气动设计体系的困难与限制,在此基础上,以描述叶轮机流动的时均和时间精确模型为核心分别从其构成和标志性技术对叶轮机时均和非定常气动设计体系进行了初步诠释.文章认为促成时均(准四维)和非定常(四维)气动设计体系现实应用是叶轮机发展的最后契机.
关键词:
非定常设计
,
叶轮机
,
缘线匹配
,
时均流动
陈江
,
季路成
,
阎朝
工程热物理学报
缘线匹配技术是叶轮机非定常气动设计技术,它以叶轮机相邻叶排前、后缘线空间相对位置为非定常设计自由度来进一步提升叶轮机性能,这在叶轮机定常设计框架下是不能考虑的.本文以单级蒸汽透平设计为例对缘线匹配非定常设计技术进行数值研究,初步展示了缘线匹配的应用方法及其设计验证,数值计算结果表明缘线匹配技术为叶轮机非定常气动设计提供了有效的设计自由度.
关键词:
非定常设计
,
叶轮机
,
透平
,
缘线匹配
季路成
,
程荣辉
,
邵卫卫
,
陈江
工程热物理学报
角区分离对叶轮机性能有重要影响.本文根据角区流动特征推导出描述角区三维附面层的等效二维附面层模型,并结合二维附面层分离准则,建立了角区分离判定准则.理论分析表明:为抑制角区分离,应尽量增大叶表吸力面与端壁相交二面角;为抑制角区分离,应使二面角α沿流向逐渐增大,或使二面角α沿流向逐渐减小过程尽量平缓,尤其在二面角α较小区域更应如此.鉴于此,建议风扇/压气机设计中应严格监控角区二面角大小及二面角流向变化梯度,以实现对角区分离的良好控制.结论也适用于其它叶轮机.
关键词:
风扇/轴流压气机
,
角区分离
,
失速
,
附面层
,
叶轮机
季路成
,
李嘉宾
,
伊卫林
工程热物理学报
叶轮机已历经两代三维叶片发展:分别强调“基元叶型”和“掠弯积叠”,较为有效地解决了基元叶栅负荷能力和展向势流匹配两大问题.那么,接下来三维叶片还能按何种技术思路继续发展？围绕该问题,本文首先简要回顾了叶轮机三维叶片技术发展历史及其对应解决的流动问题,然后分析了端区主要流动结构,指出组织好端区复杂流动是三维叶片进一步发展的出发点,并提出以叶片/端壁融合、前缘边条叶片为主要特征的第三代三维叶片技术思路.
关键词:
三维叶片
,
掠弯叶片
,
叶片/端壁融合
,
前缘边条叶片
,
叶轮机
季路成
,
邵卫卫
,
陈江
工程热物理学报
为深化缘线匹配对叶轮机非定常流动影响的认识,本文以关注尾迹撞击叶表展向轨迹为出发点,围绕缘线匹配对叶轮机非定常流动及性能影响进行了初步数值探索.研究表明:不同缘线匹配时叶片整体性能参数具有不同的脉动水平;给定缘线匹配下,整体性能参数脉动幅值随工况几乎不变或变化很缓;在设计点为达到降低某种脉动目的而实施的缘线匹配在非设计点同样有效;尽管微弱,数值模拟中还发现缘线匹配对上游尾迹随流掺混产生影响;缘线匹配严重影响时均相关项量值水平,尤其在叶尖、叶根和前缘附近.
关键词:
缘线匹配
,
非定常流动
,
尾迹/叶排干扰
,
叶轮机
,
数值模拟
季路成
,
王延荣
,
邵卫卫
,
王宝臣
工程热物理学报
随着高性能叶轮机的不断发展,叶轮机流动固有的非定常属性越来越强烈以致不容忽略,且计算流体力学和计算机技术的飞速发展以及对定常,非定常流动现象认识的不断丰富,使得更全面考虑非定常影响成为可能.本文以缘线匹配产生的学科发展内在背景为导引,从气动、气弹/振动、涡轮热环境管理、转静噪音控制四个非定常设计方面论述了缘线匹配技术在其中的主导作用.
关键词:
叶轮机
,
缘线匹配
,
非定常设计
