时间推进的动量插值方法研究

来源 :中国工程热物理学会热机气动热力学2009年学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhengwei2
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可压不可压统一算法全速度方法采用时间推进算法,现有的方法并不能较好的解决压力速度失耦这一不可压流动计算经典难题。为此,将专业不可压流动算法中较好的解决方法动量插值方法改进应用到时间推进算法中,获得了定常条件下的算法与非定常条件下的双时间步长改进动量插值算法,进而将动量插值算法与全速度方法结合了起来。数值算例表明改进的时间推进的动量插值方法,具有较好的抑制压力速度失耦现象的能力。
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对CDA 环形叶栅和6 种不同叶展高度安装吸力面翼刀的叶栅三维粘性流场进行了数值模拟,结果表明:各翼刀方案的叶展中部流动状况均较原型叶栅改善,叶栅能量损失系数随翼刀安装位置沿叶展高度的增加先降低后增加。在计算范围内,翼刀安装在叶展高度为20%叶高的方案可使分离线高度显著降低。翼刀涡的形成、发展和变化受翼刀—端壁间气流流动情况和翼刀安装高度的影响,翼刀涡与通道涡的相互作用因翼刀安装高度而异。
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本文以某型发动机高压压气机中两级为研究对象,运用三维粘性数值模拟方法重点考察了静叶根部间隙形态对此两级压气机总体性能的影响,给出了三维流场细节,并从能量损失角度进一步分析揭示了不同大小间隙时压气机在不同工况处性能优劣的原因。研究结果表明:适当的根部间隙可以改善静叶根部二次流,削弱当地旋涡运动,从而减少能量损失,提高压气机性能,特别是能增大喘振裕度,这些积极作用有利于压气机高效、稳定运行。
对比研究了某扩压叶栅直叶片与弯叶片流场的S2 流面内和尾缘近壁面上的流场结构,同时对比研究了不同流向位置S3 截面上的耗散函数分布,结果表明:在弯叶片吸力面上的分离区缩小,其起点结构简化为一个半鞍点,尾缘下游角区的小范围回流区结构也得到简化,而中径附近的分离区有所扩大;在叶栅出口延长段上,弯叶片S3 截面内出现了一个类似于直叶片叶栅中出现的一个贯穿于整个叶高的条状高损失区,而直叶片叶栅此时反而没有
以某压气机转子为载体,针对其顶部间隙泄漏流的非定常特性,设计了一种周向槽处理机匣,利用数值模拟的方法研究了其对压气机转子性能及顶部非定常间隙泄漏流动特性的影响,结果表明:该处理机匣的引入能够在不恶化压气机性能的前提下使得其流量裕度提高约5.6%。与实壁机匣结构相比,周向槽处理机匣引入了一个与顶部间隙泄漏流动相反的作用力,其减小了间隙泄漏流动量,抑制了叶顶间隙泄漏流非定常性的出现,从而提高了压气机的
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非轴对称端壁已在涡轮中得到了成功应用,本文探讨了高负荷压气机叶栅中应用非轴对称端壁的有效性。以某高负荷压气机叶栅为研究对象,首先利用NUMECA/Design3D优化软件包来完成了对端壁的优化,然后在设计攻角下对带轴对称端壁和非轴对称端壁结构的高负荷压气机叶栅内部流场进行了详细的数值模拟,数值计算结果表明:非轴对称端壁的引入能够改变端壁附近载荷分布,降低叶片通道的二次流损失,使得叶栅周向质量平均总