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本文采用CFD方法,对某涡轮增压器的可调导叶向心涡轮流道内的流动进行了数值模拟,进行了三个导叶开度(100％,50％和20％)多个流动工况的定常和非定常流动计算.在与实验测试的特性参数比较的基础上,详细分析了叶轮流道内的的二次流动生成和发展,并且研究了导叶开度对二次流动的影响.

关键词: 向心涡轮 , 二次流动 , 开度 , 数值模拟

关于Krain实验叶轮几何型线及其流道二次流旋涡结构的讨论

席光

工程热物理学报

Krain关于高速离心式压缩机叶轮内部流场的LDA实验测量不仅对认识这种特定的复杂流动有重要意义，而且亦为验证正在迅速发展的CFD软件提供了比较依据。但是作者发现，Krain公开发表的实验叶轮的几何型线缺少叶轮出口附近区域的型线坐标，直接用其进行数值计算分析将引起误差。为此，本文根据Krain在不同文献中所提供的有关实验叶轮的资料，重新构造补全了实验叶轮出口区域的型线坐标。然后，利用一多功能CFD软件对该实验叶轮进行了计算分析，较详细、深入地探讨了叶轮流道内二次流旋涡结构的形成和发展过程。

关键词: 离心式叶轮 , 叶片型线 , 二次流 , 数值计算

90°方形弯管内部流动稳定性研究

窦华书 , 牛琳 , 曹树良

工程热物理学报

利用能量梯度理论研究了90°方形截面弯管内部层流流动的稳定性.研究发现当雷诺数大于338时,随着流体流向弯曲段,能量梯度函数K值逐渐增大,流动发生失稳,截面上形成一对二次涡.在弯曲段出口处,总压在截面上的分布发生严重扭曲,使得此处的K值有最大值,引起流动再次失稳,导致了截面上2个二次涡向4个二次涡的转变.随后,K值保持较高水平,导致了4个二次涡到8个二次涡的转变.而在雷诺数低于338时,由于K值较小,横截面上只有1对二次涡,没有发生二次涡的分裂.

关键词: 方形弯管 , 稳定性 , 能量梯度 , 二次流

畸变条件下压气机静叶内部流场数值研究

钟兢军 , 高海洋 , 孙鹏

工程热物理学报

随着计算机技术和计算方法的迅速发展,三维非定常方法已经被直接用来求解非均匀进口条件下的压气机流场.但是考虑到网格数量和计算周期等因素,计算往往以压气机前作为进口,对进口畸变形式进行简化.然而这种简化与实际压气机进口非均匀特性存在一定出入,降低了数值模拟的准确性.为了尽可能反映真实畸变形式下压气机内部流场结构,提高数值模拟的可靠性,本文利用数值模拟获得插板式畸变发生器后非均匀流场数据,并作为压气机进口条件,对某型压气机进行了全周三维非定常数值模拟工作,并尝试利用二次流线分析其内部流动.

关键词: 扰流插板 , 进口总压畸变 , 二次流 , 压气机

超临界流体水平管换热特性可视化研究

吴超 , 李会雄 , 张谦

工程热物理学报

为研究超临界压力下水平管径向截面的二次流现象,分析其对流体换热能力的影响机理,优化相关换热器设计,本文采用PIV实验方法,首先分析了水与FC-72物性差别对径向截面二次流流场的影响;然后重点研究了热流密度、质量流速工况参数变化对超临界压力下FC-72的二次流流场的影响规律.实验结果表明:相同工况下低导热系数,高体积膨胀率的工质会增强截面的二次流强度;随着热流密度增加,截面二次流流速增加,二次流涡逐步向截面底部移动;质量流速的提高会削弱加热管顶部流体温度分层的影响,并促进了中心与边壁流体间的掺混,有利于流体换热能力的提高;此外,当截面顶部流体达到临界点,二次流涡与常温工况相比远离壁面并向截面中心靠拢.

关键词: 二次流 , 超临界 , 对流换热 , 水平管

压气机叶栅非轴对称端壁造型的优化设计

赵伟光 , 金东海 , 桂幸民

工程热物理学报

本文以自主发展的自适应遗传算法为基础,结合试验设计、神经网络响应面模型和三维流场数值模拟软件,完成了对设计空间的全局自动寻优.通过端壁型面的参数化控制,实现了压气机叶栅非轴对称端壁的气动数值优化,并分析了非轴对称端壁对叶栅气动性能的影响.结果表明:非轴对称端壁造型能够有效改变壁面的压力分布,从而改善角区流动,减少二次流动损失.相比于原型端壁叶栅,优化后总压损失系数降低了27.8％,静压升提高了19％.

关键词: 非轴对称端壁 , 压气机叶栅 , 优化设计 , 二次流动

不同长度端壁翼刀对跨声速压气机叶栅二次流影响的数值研究

钟兢军 , 杨凌 , 韩少冰

工程热物理学报

对可控扩散叶型（CDA）环形叶栅和4种具有不同长度和流向位置的端壁翼刀叶栅内的三维黏性流场进行了数值模拟。结果表明：较长翼刀对气流横向流动的阻断作用较强,较短翼刀产生的附加损失较小;加装翼刀后叶栅中部气流流动状况显著改善,但端壁附近损失有所增加;翼刀加装在流道前部比后部更有利于降低总能量损失,占据前1/2流道的翼刀方案为本文最佳翼刀方案,使叶栅总能量损失比原型叶栅低2.2%。

关键词: 压气机叶栅 , 翼刀 , 二次流 , 能量损失