国家重点基础研究发展计划(2007CB210104)
- 作品数：16 被引量：71H指数：5
- 相关作者：王松涛王仲奇冯国泰王祥锋韩万金更多>>
- 相关机构：哈尔滨工业大学中国科学院中国科学院研究生院更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金中央高校基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理航空宇航科学技术机械工程理学更多>>
- 跨音风扇顶部激波、泄漏流作用的数值研究被引量：3
- 2008年
- 本文针对一小展弦比、大稠度带有串列静叶的现代小型跨音速风扇级,采用数值模拟的方法研究了动叶顶部间隙大小对风扇转子设计点性能的影响。分别对动叶顶部相对间隙大小为0%、0.132%、0.396%、0.66%、1.32%五种情况进行了数值模拟。计算结果表明,随着动叶叶顶间隙的增加,风扇性能变化显著。动叶顶部间隙对跨音速风扇顶部激波、激波边界层相互作用都会产生影响。叶顶区域的阻塞与高损失与叶顶间隙的大小、泄漏流的强弱有着十分密切的联系。
- 姜斌王松涛孙玺淼王仲奇
- 关键词：跨音速风扇叶顶间隙数值模拟
- 叶顶间隙变化对多级压气机性能影响的数值研究被引量：19
- 2009年
- 运用三维黏性流动计算软件NUMECA,对某含动叶叶顶间隙和静叶叶根间隙的多级亚音轴流压气机的第七、八级共四排叶片所在流道进行了数值模拟。动叶叶顶间隙分别取为各自设计间隙的0倍、0.5倍、1倍、1.5倍和2倍5种不同间隙值,而静叶叶根间隙保持为设计值不变。计算结果表明,叶顶间隙的大小对压气机性能有较大的影响,随着间隙的增大,压气机的流量、效率、压比等性能呈明显的下降趋势。
- 王祥锋王松涛韩万金
- 关键词：多级压气机数值模拟叶顶间隙气动性能
- 压气机分层优化气动设计体系研究被引量：3
- 2009年
- 基于压气机分层次气动优化设计思想,结合了优化算法、CFD(计算流体力学)技术与压气机气动设计程序,利用商业软件,建立了压气机气动优化设计平台,将气动优化设计思想融入到了压气机气动设计多个阶段,以实现压气机气动设计使性能最优化的目的。应用商业通用优化平台进行了轴流压气机一维、S2反问题气动优化设计,并采用NU-MECA提供的全三维优化设计平台对压气机进行了全三维气动优化设计。计算结果表明:分层气动优化设计是提高压气机气动性能的有效手段,先进的优化算法在气动设计的各阶段都能够比传统设计手段更大限度地实现压气机性能的最优化。
- 姜斌吴晓鹏王松涛冯国泰
- 关键词：压气机设计体系优化设计CFD
- 超临界、大折转角扩压叶型的气动性能被引量：1
- 2009年
- 采用数值模拟的方法,对高亚声进口条件下,具有60°几何折转角的2D扩压叶型的气动性能进行了研究。通过对不同几何参数条件下叶型气动性能的对比,总结了中弧线进口曲率、最大厚度位置以及最大厚度对叶型性能的影响。在此基础之上,对在进口马赫数达到0.83以上,仍能保持较低损失以及攻角特性的超临界流场特点进行了分析,总结了该种叶型损失机理以及流场结构特点。结果表明,本文的造型能够实现更高超临界马赫数下的大折转角扩压流动。叶型损失主要来源于激波与附面层的相互作用。
- 姜斌王松涛冯国泰王仲奇
- 关键词：计算流体力学激波边界层
- 弯叶片对压气机静叶根部间隙泄漏流动的影响被引量：2
- 2010年
- 研究了弯叶片对压气机静叶根部泄漏流动的影响机理.对比分析了采用弯叶片后,根部间隙泄漏涡的运动轨迹、旋涡强度的差异以及对吸力面附面层发展的影响;从根部最大负荷位置以及逆压梯度等参数的变化,分析了造成泄漏流动变化的原因;从出口截面的轴向速度分布以及出口气流角沿叶高分布的变化,分析了静叶根部采用弯叶片后对流动匹配的影响.结果表明:正弯叶片使泄漏涡强度减弱,提高了下端壁的通流能力,改善了静叶出口气动参数的均匀性,减少了能量损失,尤其是使近端壁处轴向速度增大,有利于原型压气机根部的流动匹配.
- 杜鑫王松涛王仲奇
- 关键词：压气机泄漏流弯叶片
- 跨声速风扇的弯、掠三维设计研究被引量：9
- 2012年
- 以某小型跨声速单级轴流风扇为平台,采用数值模拟的方法,研究并探讨了弯、掠三维设计技术对具有较高负荷的跨声速轴流压气机性能改善所起到的作用和抑制流动损失增加的机理.分别探讨了在动叶上半叶高和静叶端区采用不同的弯、掠形式对风扇设计点以及等转速线上的小流量工况性能的影响.研究结果表明:动叶上半叶高采用反弯设计能够有效改变动叶端区压力梯度,减少泄漏流在出口压力面侧的堆积,增加动叶顶部的通流能力.静叶端区采用前缘反弯和尾缘正弯的复合弯、扭技术,同时实现了端区增容和控制二次流发展的目的,随着流量的减小,弯、扭设计静叶更好地控制住了端区二次流的恶化,端区损失增长明显较直叶片缓慢,风扇的稳定工作范围得到提高.
- 姜斌郑群王松涛冯国泰
- 关键词：跨声速风扇数值模拟气动设计
- 吸附式叶栅代替串联叶栅气动可行性探索被引量：1
- 2009年
- 本文首先以ONERA串列叶栅为研究对象,利用数值模拟的方法对串列叶栅特性及其内部流动进行了分析,在此基础上,设计了与串列叶栅具有同等性能的单列吸附式叶栅,并在设计工况和非设计工况下对改型后的单列吸附式叶栅特性及其内部流场进行了详细分析。结果表明:在相同来流马赫数、出口条件和扩散因子的情况下,单列吸附式叶栅的性能优于串列叶栅,在高负荷压气机设计中用吸附式单列叶栅代替串列叶栅的做法是可行的。
- 赵胜丰罗建枫卢新根张宏武朱俊强
- 关键词：边界层分离
- 展弦比对某跨音速风扇性能影响的数值研究(英文)
- 2009年
- 使用数值模拟方法,对比研究了三个采用不同大小动叶展弦比设计得到的高负荷跨音速风扇的性能。设计方案选择的动叶展弦比分别为0.937,0.871,0.804。计算结果表明,动叶展弦比大小对风扇性能影响显著。采用较大展弦比设计的风扇具有更宽广的流量范围,但是最高效率点偏低,而且总压比范围较小。通过流场分析揭示了转子展弦比的变化会影响到气动负荷在叶展方向的分布规律。使用较大展弦比设计时,动叶顶部激波损失增加,通流能力下降。
- 姜斌王松涛王仲奇
- 关键词：数值模拟跨音速风扇展弦比气动设计
- 跨音速转子叶顶泄漏流/主流交界面的前移机制被引量：3
- 2011年
- 采用数值计算和实验研究相结合的方法,研究了跨音速转子叶顶泄漏流与主流交界面轴向位置随流量的变化规律和机制。该跨音转子是美国圣母大学一级半跨音速压气机转子。研究发现机匣壁面脉线分布能够定性反映壁面轴向剪切应力分布,可用来识别叶顶泄漏流与主流的交界面位置。通过机匣壁面的脉线分布,可以看出机匣壁面存在两条零剪切应力线。第一条零剪切应力线表示来流与叶顶泄漏流之间交界面的时间和周向平均轴向位置,在小流量工况下交界面靠近顶部叶片的前缘。计算和实验结果都表明,随着质量流量的减小,叶顶泄漏流与主流交界面的轴向位置不断向叶片前缘移动。在近失速点,交界面到达叶片前缘,泄漏流即将溢出。泄漏流与主流的轴向动量比随流量减小不断增大的变化规律进一步说明,间隙区域泄漏流与主流的轴向动量平衡是导致交界面不断前移直至溢出的内在机制。
- 杜娟林峰陈静宜Mark H RossJoshua D CameronScott C Morris
- 跨音速轴流压气机叶顶间隙泄漏流对微喷气的非定常响应机制和扩稳效果研究被引量：5
- 2009年
- 本文将叶顶微喷气方法应用于NASA Rotor37跨音速轴流压气机转子,在近失速工况,利用数值模拟方法研究了不同喷气量时叶顶间隙泄漏流对微喷气的非定常响应机理和叶顶微喷气的扩稳效果。结果表明,喷气使得叶顶区域的叶表压力随喷嘴与叶片相对位置的变化沿弦向发生波动,抑制了叶顶泄漏流的自激非定常波动,使叶顶泄漏流轨迹沿叶片吸力面向下游移动,实现了提高压气机性能和稳定性的目的。采用喷射气流的无量纲总动量可关联亚音速和跨音速轴流压气机不同喷气方案的扩稳效果,该无量纲总动量与来流总动量和喷射气流高度成反比,而与叶高和喷射气流总动量成正比。
- 耿少娟张宏武陈静宜黄伟光
- 关键词：轴流压气机非定常扩稳
