半开式离心叶轮自循环机匣处理扩稳机理研究

为了改善传统的机匣处理在取得扩稳效果的同时伴随着叶轮绝热效率的下降,提出了一种新式的自循环机匣处理结构,并针对LSCC离心叶轮利用数值仿真的方法研究了处理的扩稳机理。分析表明,自循环机匣处理能有效的延迟失速的发生并在近失速区域略微提高压气机的绝热效率以及总压比。通过详细的流场仿真表明,用循环形式的机匣处理结构能有效地增大进口轴向速度以及叶顶区的气流进气角度,抑制了间隙泄漏涡在叶顶通道内的发展,从而减少叶轮叶顶区域的流动损失。     

槽深对跨音速压气机稳定性影响的数值仿真

为了研究不同槽深下的周向槽对压气机稳定性的影响,由于带槽结构下的转子37失速类型仍是叶尖失速,但是带周向槽结构的主要失速因素是叶尖间隙的泄漏涡,且不同轴向位置的周向槽所造成的损失也是不同的。为解决上述问题,利用NUMECA软件和系统的数值模型对某跨音速压气机进行了数值仿真,对三类带周向槽结构的计算结果进行了分析,结果表明,设计中讨论最佳槽深应先给定效率损失要求,并且应以研究最佳槽位置的选择为主。对压气机周向槽处理机匣的设计,不一定要设计涉及整个叶片的处理机匣。对于跨音速压气机在叶尖泄漏涡严重的位置优化设计,可提高压气机稳定性能。     

基于遗传算法的压气机叶片的多目标三维优化

为了提高轴流压气机的效率,需要研究一种新的高性能的转子叶片.采用人工神经网络与遗传算法寻优相结合的方法对某单级轴流压气机亚音速叶片进行三维叶片型线优化设计.优化目标是尽可能的提高转子叶片的总压比、流量和等熵效率.优化仿真结果显示,流动分离区明显后移,损失显著降低,等熵效率提高了0.48%,同时总压比和流量也都得到了提高,优化叶片的气动性能较原型叶片明显提高.结果表明,优化方法能很好的完成亚音速叶片的优化设计,是获得低损失高效率性能的叶片的有效途径.     

叶顶间隙对离心泵性能影响的数值模拟研究

离心泵的几何结构复杂,所以其内部流场也极其复杂并呈强烈的三维紊流特性,由于目前的理论水甲和实验手段的限制,只能依靠精确的计算机仿真,才能获得其内部流场的详细情况,以便进行设计和优化.为了研究叶顶间隙对叶轮内部流场及性能的影响,对闭式离心泵叶轮和有间隙的半开式离心泵叶轮共同进行了计算机仿真.在所得计算结果基础上详细对比分析了离心泵内部流场的特性,捕捉到了叶轮通道内部的二次流现象.结果表明:随着叶顶间隙增大,叶顶问隙泄漏流动会使叶轮性能下降,二次流强度增加.从而说明计算机数值模拟方法,可以弥补实验方法的不足,用来研究叶顶间隙流动的影响,为离心泵的水力设计和优化提供依据.     

考虑间隙的压气机转子内部流动的数值模拟

采用时间推进法求解三维N-S方程，开发了一种用于计算考虑顶部间隙的压气机转子内部流场的三维粘性程序。对某压气机转子顶部间隙内的流动进行了详细的数值模拟，计算结果与试验结果吻合良好。通过分析可以发现，动叶顶部问隙的流动将引起叶片顶部气流的欠偏转，从而降低了转子附近相当大区域内的做功能力。同时，对于间隙内细微的流动结构也进行了较为深入的分析。     

离心压气机无叶扩压器的失速特征

本文用高频响应的热线风速仪与磁带记录仪及CF－920动态信号分析仪一起，组成测量及分析系统，并用该系统对离心压气机无叶扩压器的施转失速进行了详细的测量及分析，文中通过对孤立叶轮及叶轮进口流动的测量鉴别了叶轮和扩压器谁先失速，得出了无叶扩压器产生的失速为渐变型，失速团以12％－22％的叶轮转动速度与叶轮同向旋转，失速产生后会引起整个无叶护压器窨大幅度的速度脉动，另外，在试验过程中观察到一种新的流动现象，即同一流量下交替出现两种不同频率及团数的失速。     

弥雾喷粉机结构参数的优化设计

本文提出了弥雾喷粉机结构参数优化设计系统，推导出了以射程为目标函数的关系式和约束条件，并对解法作了相应的说明，将该优化设计方法用于实际产品设计表明，该优化方法与传统的设计相比，可使弥雾喷粉机的主要性能指标射程提高3m以上，而整机尺寸并不增加。     

轴流压气机周向槽扩稳机理的有效利用

利用NUMECA软件数值模拟了某单级亚音轴流压气机在不同转速下的工作,在验证了数值模型的可靠性后,对压气机进行了多种周向槽结构的数值模拟。结果表明,周向槽扩稳的有效性并不单纯依赖于机匣的处理面积和槽深,而是更取决于有效的处理位置。当处理位置合适时可以以较少的槽数和较小的槽深达到较佳的处理效果。最佳槽深的设计应与失速类型以及压气机的类型紧密相关。对亚音压气机其槽深应根据扩稳要求和压气机的性能要求来设计,一定的槽深是一定的扩稳效果的前提。     

叶轮和蜗壳匹配关系对离心泵性能影响的研究

运用计算流体动力学(CFD)技术研究不同蜗壳面积对泵流场的影响,采用六面体结构化网格离散计算区域,数值计算使用NUMECA软件包的Euranus求解器,采用Jameson有限体积差分格式,并结合κ-ε湍流模型对三维雷诺时均N-S方程进行求解。模拟结果认为,泵的面积比越大,泵的高效区范围越狭窄,性能曲线越陡峭;扬程曲线随面积比的减小向右上方移动。在设计中实现叶轮和蜗壳的最佳匹配,可使离心泵发挥最佳的工作性能。     

轴向倾斜式周向槽处理机匣对压缩机的扩稳效果研究

针对某亚音速轴流压缩机转子进行周向槽处理机匣的数值模拟.相对于原始的径向式处理机匣,周向槽前倾63.4°,可以在更低的效率损失情况下获得更大的稳定裕度.流场分析表明:周向槽轴向前倾改变了槽内的气流流动结构,减小了流动损失,降低了槽的径向输运能力,增加了周向输运能力,扩稳效果更好.