李宝宽刘中秋齐凤升王芳徐国栋
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00464
本文利用大涡模拟模型分析薄板坯连铸钢液非稳态湍流特性, 其中非稳态湍流流动N--S方程采用盒式函数进行滤波处理, 亚格子模型采用Smagorinsky-Lilly模型. 将大涡模拟结果与粒子图像测速及超声探伤结果进行分析比较来校正模型. 通过对薄板坯连铸过程进行数值分析, 获得了结晶器内非稳态钢液湍流的流动特征, 包括流场的漩涡分布及大涡拟序结构的形成、发展、脱落和破碎过程, 并发现即使水口和结晶器在几何上完全对中, 结晶器内湍流分布也不对称, 偏流产生是必然的, 同时导致弯月面较强的波动. 随着非稳态时间的延长, 结晶器内钢液偏流在两侧呈现周期性变化, 周期约为40 s.
关键词:
连铸结晶器
,
unsteady
,
large eddy simulation
,
vortex
傅文广
,
孙鹏
,
徐佳汇
,
钟兢军
工程热物理学报
为了研究非轴对称静叶应用于风扇/压气机中提高畸变条件下工作性能的可行性,本文对轴对称风扇和非轴对称风扇开展了非定常数值研究,获得了两型风扇在均匀进口和畸变进口条件下的特性曲线,并对两型风扇在畸变条件下的流场进行了对比和分析,结果表明:畸变条件下,非轴对称风扇在设计点处的效率和流量相对轴对称风扇有很大提升,而压比下降很小;非轴对称静叶可以抑制畸变区静叶角区分离,同时可以降低动叶非畸变区激波强度;在畸变流体影响的流道内,采用非轴对称静叶可使低能流体沿径向迁移并被主流吹出流道,从而使分离区减小.
关键词:
非轴对称
,
畸变
,
风扇
,
数值模拟
,
非定常
吴艳辉
,
田江涛
,
李清鹏
,
张卓勋
,
楚武利
工程热物理学报
对跨音压气机Rotor35进行了多通道全三维定常/非定常叶顶喷气数值模拟。数值计算所获得实壁机匣总性能与试验结果符合良好。计算表明使用3.6%转子堵塞流量的叶顶喷气量可以获得21.4%的扩稳效果。定常计算结果显示叶顶喷气重点影响0.9叶展以上区域,使得该区域进气攻角和扩散因子减小,从而降低叶顶载荷,减小了由激波和泄漏涡相互作用形成的通道堵塞。非定常计算结果显示,叶尖喷气的扩稳效果来自两方面：一是对某一叶片叶顶的卸载作用;二是对激波/泄漏涡干扰形成的低能区重新注入轴向动量。后者对通道流通的改善作用大于前者。非常高的喷射频率使得叶顶喷气能够抑制每个通道中低速区的进一步增长,从而实现了对压气机的扩稳。
关键词:
跨音速
,
数值模拟
,
非定常
,
多通道
,
叶顶喷气
曹林
,
祁明旭
,
张继忠
,
胡力峰
工程热物理学报
本文采用非线性谐波法与定常计算方法,对离心压气机的内部流场进行了数值模拟,对比了时均流场与定常流场的差别,研究了离心压气机确定应力分布的特点。结果表明,采用非线性谐波方法所得到的压气机内部流场宏观结构与定常结果基本一致,但流场参数分布细节存在较明显差别,且这种差别与对应的确定应力场的分布特征吻合,验证了确定应力是引起时均流场与定常流场差别的原因。对确定应力的分布特征分析表明,离心压气机内确定应力在流向上呈现为从叶轮出口向上下游逐渐递减的趋势,在叶高方向上表现为从叶根到叶顶逐渐递增趋势;且在整体上,确定应力的空间不均匀特性在叶轮出口处最为强烈,表明离心压气机内部最强非定常效应同样位于叶轮出口。
关键词:
非线性谐波
,
时均
,
确定应力
,
非定常
晏鑫
,
李军
,
丰镇平
工程热物理学报
采用自编理想气体两控制容积bulk flow计算程序及非定常数值求解方法,对孔型阻尼密封内的非定常气流激振特性开展了研究.利用实验测量得到的孔型阻尼密封转子动力特性系数,对两种两控制容积bulk flow方法、3种湍流模型的计算精度进行了考核.研究表明:本文的理想气体两控制容积bulk flow计算程序预测精度与等温bulk flow程序ISOTSEAL相近;非定常数值求解结果比bulk flow方法预测的结果更接近实验值;阻尼密封内湍流效应比较显著,但温度变化十分微弱,采用合理的湍流模型是提高孔型阻尼密封转子动力特性系数非定常求解精度的有效方法.
关键词:
阻尼密封
,
转子动力特性
,
bulk flow
,
非定常
杨策
,
刘尚涛
,
老大中
,
胡良军
,
施新
,
孙惠民
工程热物理学报
论文以实际应用中出现破裂的向心涡轮为研究对象,研究导流叶片尾缘激波、导流叶片叶尖间隙泄漏流动以及导流叶片尾迹对转子叶片表面压力波动的干涉作用,定性确定这三种因素在转子叶片表面压力波动中所占比重大小,发现激波和导流叶片叶尖间隙泄漏流动所诱导的转子叶片压力波动位置.结果表明,激波和导流叶片叶尖间隙泄漏流动是导致转子叶片表面压力波动的主要因素;受向心涡轮叶轮进口形状的影响,激波只是和转子叶片前缘附近的吸力面发生作用,导流叶片开度减小,激波强度增大,转子叶片压力波动幅值明显增大;导流叶片叶尖和叶根间隙泄漏流动会导致转子叶片吸力面叶尖和叶根的压力波动明显增大,是转子叶片前缘叶尖发生高周疲劳的主要原因.
关键词:
导流叶片可调
,
向心涡轮
,
非定常
,
激波
,
压力波动
庄保堂
,
罗先武
,
纪晶晶
,
许洪元
工程热物理学报
基于带有叶轮转子的双吸叶轮的概念,设计了一种新型无轴双吸式血液泵.为了研究血液泵的水力性能和溶血性能,对设计工况下血液泵进行了三维非定常数值模拟,同时考虑作为人类心脏用时的搏动流工况,以此为边界条件计算分析了搏动流工况下的内部流场的速度、压力和壁面剪切应力分布以及对泵运行稳定性的影响.数值计算结果表明,搏动流工况下,实现泵流量与扬程的波动输出,与非搏动流相比,其压力稳定性较差.该结果为血液泵在人工心脏、人工透析等现代机械辅助系统的应用提供有益的参考.
关键词:
血液泵
,
双吸
,
非定常
,
数值模拟
孙鹏
,
高海洋
,
都昆
,
钟兢军
工程热物理学报
多年来进气畸变问题一直是压气机稳定性研究的热点,但是其对压气机内部流动的影响机理仍然未能清晰.本文以某超声速压气机为对象,采用全流道三维非定常数值模拟的方法,研究进口周向总压畸变和等面积的插板总压畸变条件下压气机的性能变化.分析了不同形式总压畸变对压气机总体性能参数的影响、流道内的流动损失,并重点分析了动叶顶部流场和静叶端区流场对畸变的动态响应.研究结果表明,畸变来流对动叶流道内流场的影响主要表现为激波结构、位置和强度的变化;畸变来流对静叶流道内流场的影响主要体现在角区流动分离上.畸变来流引起静叶进口气流角周向和径向分布不均,引起流道内气流分离,且分离结构与流道相对畸变的周向位置密切相关.
关键词:
压气机
,
总压畸变
,
数值模拟
,
非定常
,
流场结构
李媛
,
康顺
工程热物理学报
本文采用URANS方法对NACA0012翼型在不同振荡方式下的非定常气动特性进行了数值模拟，并与实验和文献中DNS计算结果进行对比，结果显示：URANS方法较好地显示出翼型的俯仰振荡气动特性和近壁面速度随攻角变化规律，但未能模拟出前缘分离泡的生成和发展；对于沉浮振荡翼型，URANS方法能够模拟出尾涡的结构和尾涡间的相互作用。文中还对低频和高频振荡翼型的气动特性进行了分析。
关键词:
振荡翼型
,
非定常
,
数值模拟
黄海水
,
王志恒
,
席光
工程热物理学报
针对不带机匣、带周向机匣和带轴向机匣的三种类型的Krain叶轮进行了整周非定常数值计算,通过使用“交错叶片”和“下游变面积喷嘴”的方法来模拟小流量工况下叶轮的非稳定流场特性.数值计算结果表明,“交错叶片”和“下游变面积喷嘴”的方法并不一定能触发离心式叶轮中的旋转失速涡团,流场参数的非定常脉动频率主要是叶片扫掠频率的N次谐波.周向机匣处理可以有效的减小叶轮上游流场的脉动幅度,而轴向机匣的减小程度很微弱.机匣中的流体主要在前缘面附近返回到叶轮主流道,这是机匣处理扩大叶轮失速裕度的一个原因.
关键词:
非定常
,
交错叶片
,
机匣处理
