祁明旭
,
马朝臣
工程热物理学报
采用数值模拟方法,对NASA Rotor37跨音速轴流压气机从阻塞到近喘振工况的内部流动特征进行了分析,并同实验结果进行了对比.针对近喘振工况压气机顶部流动的特性,对间隙涡和通道激波进行顶隙吹吸干涉,分析了顶隙吹吸对该压气机特性的影响.结果表明,通过顶隙吹吸方法,可以有效地延缓顶部间隙涡及低能流体造成的通道阻塞而引发的流动失速,并使压气机的工作流量范围扩大24%.
关键词:
顶隙吹吸
,
间隙涡
,
通道激波
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
祁明旭
,
丰镇平
,
工程热物理学报
本文对Aachen一级半轴流式透平进行了准定常及非定常流动的数值模拟,讨论了引发动静干涉效应的主要因素,分析了非定常效应对叶栅通道中脉动速度、气流角、型面压力分布以及损失结构的影响.结果表明,对于Aachen透平而言,上游叶片排的尾迹区及二次涡是引发下游叶栅通道流场强非定常特性的最主要因素,引起了脉动速度、型面压力、攻角以及损失的较大变化,从而对透平级性能产生较大的影响.
关键词:
准定常
,
非定常
,
动静干涉
,
损失
张士明
,
杨策
,
胡良军
,
祁明旭
,
马朝臣
工程热物理学报
应用NUMECA软件对跨声速离心压气机级动静叶相互干涉形成的三维非定常粘性流场进行了数值模拟,给出了不同时刻叶片表面压力系数的变化曲线,不同时刻不同流向位置截面上速度沿流道宽度方向分布的变化曲线.模拟结果表明压力场和速度场的非定常特性主要表现在叶轮出口、径向间隙以及整个扩压器内.压力面上的非定常现象较吸力面上显著.
关键词:
跨声速
,
离心压气机
,
楔型扩压器
,
三维粘性计算
,
非定常
祁明旭
,
丰镇平
工程热物理学报
本文基于Delaunay三角化方法及局部重组的阵面推进法，给出了任意形状平面区域的非结构化网格剖分方法。文中对加点方法及数据结构和存取模式进行了改进，同时应用链表结构、动态数组和派生类型的数据变量，对算法进行优化，节省了计算内存，提高了网格的生成效率。本文研究为特殊计算区域的三维非结构化网格的生成提供了基本方法。
关键词:
非结构网格
,
阵面推进
,
数据结构
,
链表
,
派生变量
,
动态数组
李勇
,
杨策
,
陈山
,
祁明旭
工程热物理学报
对某一带叶片扩压器跨声速离心压气机内部三维非定常流场进行了数值模拟，依据计算结果描述了叶轮叶片尾缘尾迹涡脱落行为，给出了叶轮尾缘脉动压力频谱特性图和叶轮出口位置脉动速度动能分布图。研究结果表明，主叶片与分流叶片尾缘尾迹涡脱落过程交替进行；转静干涉和转子叶片尾缘的涡脱落行为是造成叶轮尾缘气流脉动行为的主要原因，随着时间的推进，转静干涉与涡脱落在气流脉动行为中交替起着主导作用；在叶轮出口位置，气流脉动主要体现为切向方向的脉动，随着半径的增大，气流脉动速度动能迅速减小；在叶轮出口位置，气流脉动的强弱分布并不相同。
关键词:
跨声速
,
离心压气机
,
三维非定常计算
,
脉动
,
涡脱落
祁明旭
,
原野
,
马朝臣
工程热物理学报
以涡轮增压器56 mm离心压气机为研究对象,采用定常流动求解方法,对其三种不同转速下的工作特性进行了预测并与实验进行了对比分析;应用相延迟方法,对高转速近失速点工况下压气机内部的三维非定常流动进行了数值模拟及频谱分析,对叶轮流道、无叶扩压器以及蜗壳内的流动频谱特性进行了初步分析.频域分析表明,对于本文所研究的离心压气机,非定常脉动特性主要表现在叶轮流道中,是诱发压气机气动噪声的主要因素,而在蜗壳内,非定常脉动特性显著减弱.
关键词:
非定常
,
频域
,
气动噪声
祁明旭
,
刘斌
,
丰镇平
工程热物理学报
本文提出了一种新的显、隐两步差分格式.该格式在构造显式和隐式差分步时,采用即时修正的思想,充分利用了n+1时刻点的信息值,从而可以加速边界信息在计算区域的传播速度;同时,在隐式步计算中,结合谱半径思想,简化了格式,完全避免了矩阵运算.通过对一维缩放喷管算例的计算表明,新格式可以减少3/4～1/2的计算时间,是一种高效的差分格式.
关键词:
差分格式
,
无矩阵运算
,
高效
康顺
,
刘强
,
祁明旭
工程热物理学报
本文采用NUMECA的FINE/Turbo软件包数值分析了一个高压比离心叶轮的三维定常粘性流场.选用二阶精度的中心格式和Spalart-Allmaras的一方程湍流模型.通过与现有实验结果(包括性能曲线、外环壁静压和截面马赫数分布等)的比较对计算结果就行了详细的确认,同时讨论了网格密度和间隙尺度、以及不同的数据处理方法对计算结果确认的影响.
关键词:
离心压缩机
,
CFD确认
,
数值计算
