国家自然科学基金(50506026)
- 作品数：21 被引量：174H指数：11
- 相关作者：楚武利吴艳辉张皓光刘志伟高鹏更多>>
- 相关机构：西北工业大学第二炮兵工程学院中国科学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国航空科学基金西北工业大学基础研究基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术机械工程动力工程及工程热物理更多>>
- 端壁造型在叶轮机械中的应用与发展被引量：6
- 2009年
- 对一项新的设计技术—端壁造型技术的发展历史进行了回顾。端壁造型技术可以降低端壁区二次流损失,其提高效率的作用已经在涡轮中得到了广泛的验证,相关结论可以直接被工程采用。端壁造型技术在压气机中的研究虽晚于其在涡轮中的研究,但最新研究表明:端壁造型在改变跨音压气机激波结构,改善压气机稳定工作裕度,以及降低静叶角区分离等领域能够发挥一定作用。端壁造型技术反应了人们利用复杂型面来提高叶轮机械性能的研究趋势,值得研究者在未来开展更深入的研究。
- 卢家玲楚武利朱俊强刘志伟
- 关键词：叶轮机械涡轮压气机
- 跨音速压气机间隙流与处理机匣相互作用分析被引量：15
- 2006年
- 基于对压气机转子顶部间隙泄漏流的深刻认识,针对某跨音速轴流压气机转子,设计了一种新型的处理机匣结构,并对带处理机匣的压气机转子内部流动进行了全三维非定常数值模拟,数值计算所获得的总性能(实壁)与试验结果符合较好.该种新型处理机匣结构的引入能在不降低压气机设计点效率的前提下有效地提高压气机的失速裕度.对处理机匣与顶部间隙泄漏流之间的相互作用机制进行了详细分析.结果表明:处理机匣结构能抑制间隙泄漏涡破裂现象的发生,并将间隙泄漏涡破裂后导致的阻塞区抽吸进入处理槽,从而有效地提高了跨音速压气机的失速裕度.
- 卢新根楚武利张燕峰
- 关键词：轴流压气机跨音速处理机匣
- 间隙大小对压气机转子间隙泄漏流场的影响被引量：14
- 2007年
- 针对叶尖率先出现失速信号的一亚音速轴流压气机转子,采用全三维数值模拟方法分析了3种顶部间隙情况下泄漏流动特点,以及它对转子气动性能的影响。数值模拟结果表明,不同间隙情况下泄漏涡的运行特性与压气机的性能和稳定性密切相关。3种间隙情况下,泄漏涡在近失速工况下均发生了破碎。涡破碎造成泄漏涡体积突然膨胀,从而使堆积在机匣壁上的低能流体迅速扩散,对来流产生了很大的阻塞效应。在下游工况相同的条件下,大间隙时最先发生了泄漏涡破碎,说明泄漏涡初始形成时的强度越强,越容易出现涡破碎。
- 吴艳辉楚武利张燕峰
- 关键词：轴流压气机涡破碎
- 跨音风扇级轴向倾斜槽机匣扩稳效果的数值研究被引量：1
- 2009年
- 为增加对轴向倾斜槽处理机匣扩稳机理的认识,文章以一跨音风扇级为研究对象,采用数值模拟的方法对处理槽不同轴向位置的处理效果进行了研究。文中设计的两轴向倾斜槽机匣槽的结构相同,槽长均为50%叶片弦长。机匣1的处理槽相对叶片前移,与叶片的轴向重合度为30%叶片弦长;机匣2的处理槽相对位置后移,与叶片的轴向重合度为50%叶片弦长。95%和70%2个设计转速下的数值模拟结果显示,机匣2的扩稳效果好于机匣1,但同时效率损失也略大于机匣1。文章研究结果显示,当处理槽的在轴向上同时跨越了激波与叶顶泄露涡的发生位置时,处理机匣的扩稳效果较好。在70%设计转速下,文中数值模拟到了一个不同于传统认识的现象,即:轴向倾斜槽处理机匣不但有效实现了扩稳,同时还提高了原型风扇级的压比和效率。文中从95%和70%转速下流场的不同特征出发,分析了该现象发生的原因。该结果对同类跨音风扇或压气机的机匣处理具有借鉴意义。
- 卢家玲楚武利吴艳辉
- 关键词：轴流风扇机匣处理数值模拟
- 离心叶轮内部流场计算机仿真及分析被引量：2
- 2009年
- 大型电机的冷却通常采用直叶片的离心叶轮,其内部的流动结构及其随工况的变化对叶轮性能及电机冷却效果有重要影响。为减少对实验的依赖,提高改型设计的可靠性,采用全三维的Navier-Stokes方程,建立了离心叶轮的计算机仿真模型,结合湍流模型及相应的计算网络及边界条件,可以完成对叶轮性能及内部流场的计算。用仿真模型针对一实际应用的离心冷却风机叶轮进行了数值仿真计算,并对计算结果进行了详细的对比分析,得出了不同工况下详细的流场结构,包括相对速度在叶轮通道中的分布及相对速度流线图。揭示了小流量工况下流动分离及效率降低的机理,将冷却风扇叶轮的总体性能与内部的流场结构进行了关联。研究结果表明离心叶轮内部流动分离是导致其性能下降的主要原因。
- 谢丹楚武利
- 关键词：电机离心风扇数值模拟
- 移动壁对压气机叶栅间隙流动的影响被引量：13
- 2006年
- 采用分区网格处理方法并发展了基于分块结构的三维N-S方程流体求解器,用以模拟压气机间隙区域复杂的流动现象。以一压气机叶栅为研究对象,计算分析了端壁静止和端壁移动情况下叶栅内部的三维流场,并考虑了间隙大小的影响。通过详细分析叶栅通道内部及尾迹区域的流动并与已有的实验结果对比分析表明,程序较好地模拟出了移动壁效应对间隙区域二次流动形成和发展的影响。数值和实验结果均表明,端壁移动情况下间隙区域的二次流动特征是刮削泄漏涡的形成和发展。
- 吴艳辉楚武利刘志伟
- 关键词：压气机叶栅
- 轴流压气机非轴对称机匣造型的研究被引量：3
- 2009年
- 首次对一尖部失速型的亚音轴流压气机转子进行了非轴对称机匣造型的设计和研究。本文首先分析了压气机非轴对称机匣造型与已有的非轴对称端壁造型概念的异同点,进而对本文研究的转子给出了非轴对称机匣造型的实例,对流场进行了定常与非定常的数值模拟,着重研究了非轴对称造型机匣对转子整体性能和稳定裕度的影响,对造型面对叶顶流动的改变进行了动态的分析,总结了该类机匣设计的初步经验。通过对同转子上非轴对称机匣造型与实壁机匣,周向槽和轴向槽机匣的对比,可以得出结论:精细设计的非轴对称机匣有效利用了叶顶局部压差,以及造型面的流线化,实现了对叶顶流动的优化,在不损失压气机整体性能的条件下实现了一定程度的扩稳。其应用前景值得关注和深入的研究。
- 卢家玲楚武利刘志伟吴艳辉
- 关键词：失速数值模拟
- 激波/泄漏涡相互干扰对跨声压气机流动稳定性的影响被引量：11
- 2010年
- 对单级跨声压气机Stage 35进行了单通道全三维定常数值模拟,开展了网格密度对计算结果影响的研究,从而确定了一套最佳网格配置,该套网格配置预测的总性能和基元性能与试验结果符合得最好.以此为基础对Stage 35的内部流场进行分析,发现其流动失稳最有可能是由动叶近叶顶靠近压力面侧的低能堵塞团引发的.随着流量的减小,间隙泄漏涡的强度和旋拧度随着叶片载荷的增加而增加,激波与泄漏涡相互干扰使得近失速条件下间隙泄漏涡破碎,涡破碎极有可能是动叶近叶顶靠近压力面侧低能流体产生的主要原因.
- 张卓勋吴艳辉楚武利张皓光
- 关键词：跨声速数值模拟激波
- 间隙区域的流动结构对压气机气动性能的影响被引量：16
- 2006年
- 以一单级轴流压气机实验台为研究对象,对其内部流动进行了全工况的数值模拟。数值计算结果与实验测量结果对比分析表明程序很好地预测出了单级压气机的总性能和基元性能。数值分析峰值效率和失速边界工况下动叶和静叶间隙区域流动结构的变化表明:随着压气机的运行工况由峰值效率点向失速边界点移动,动、静叶间隙泄漏涡向下游发展过程中产生的阻塞效应明显增强,该阻塞效应是导致压气机失速的主要原因。
- 吴艳辉楚武利卢新根
- 关键词：轴流压气机数值模拟
- 压气机端壁自适应流通延迟失速的数值分析被引量：16
- 2009年
- 端壁自适应流通方式是轴流压气机主动控制失速方法的有效措施之一,即在机匣上结合喷气与引气的方式来延迟压气机的失速,其特点是自适应流通的喷气或吹气量将随压气机的工况自我调整。采用数值模拟方法研究了端壁自适应流通方式对某轴流压气机气动性能的影响,数值计算结果表明,端壁自适应流通方式能有效地延迟失速并略微提高压气机的效率,通过详细地分析端壁自适应流通方式对压气机顶部区域流场结构的影响,揭示了其改善压气机性能的机理。
- 张皓光楚武利吴艳辉高鹏曹玉吉
- 关键词：轴流压气机失速流场数值仿真
