国家自然科学基金(51076131)
- 作品数：15 被引量：55H指数：5
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- 相关机构：西北工业大学北京动力机械研究所更多>>
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- 基于改进流线曲率法的环形扩压器数值分析被引量：1
- 2012年
- 环形扩压器是高涵道比发动机中使用的过渡流道的基本形式。使用高性能的过渡流道是降低低压涡轮级的负荷系数,提高涡轮效率的重要手段之一。发展了环形扩压器性能预测的方法,基于改进的流线曲率法对环形扩压器进行数值模拟,重点分析了影响性能计算的诸多因素。同时,模拟计算四种不同旋流角时扩压器的性能,给出了扩压器的速度和压力分布,揭示了不同旋流角对扩压器性能的影响,给出了最佳旋流角的数值。比较和分析了数值结果和实验结果之间的区别,分析了粘性和掺混对扩压器的影响。通过对两组数据的对比,解释了掺混作用对性能计算的影响,论证了算法的可行性。
- 徐倩楠吴虎
- 关键词：流线曲率法数值模拟
- 某型燃气轮机涡轮过渡段流场的数值模拟被引量：3
- 2012年
- 对某型燃气轮机涡轮过渡流道流场进行数值模拟,得到了与实验结果比较吻合的计算结果。结果表明:过渡段内流动为亚声速流动,沿流道有较大的逆压梯度,整流支板的作用类似于扩压叶栅。该方法与结果为此类过渡流道的设计提供了参考,并为以后的进一步改进和优化打下了坚实的基础。
- 史峻吴虎宋石平
- 关键词：整流支板数值模拟
- 涡轮机中环形扩压器流动性能分析工程方法
- 2013年
- 归纳和整理了现有环形扩压器性能分析模型,并将模型预测结果与若干种环形扩压器性能实验数据进行了比较,结果表明模型预测结果与对应实验数据一致性还是比较好的。在此基础上,应用所发展模型对某大涵道比涡扇发动机高/低压涡轮过渡流道环形扩压器进行了优化设计,最终获得的过渡流道环形扩压器性能指标与拟达到的性能指标比较符合,进一步表明了所给模型作为初步的涡轮机中环形扩压器设计设计与性能分析模型是可行的。
- 杨鹏吴虎杨金广
- 关键词：总压损失系数
- 双方程k-ωSST湍流模型的显式耦合求解及其在叶轮机械中的应用被引量：30
- 2014年
- 双方程k-ω剪切应力输运(SST)湍流模型通常以隐式耦合方式或者显式半耦合/解耦的方式来求解。本文提出了该模型的一种显式耦合应用方法,即通过点隐的方式来处理湍流源项的刚性,并与混合Runge-Kutta时间推进以及当地时间步长、隐式残差光顺等加速收敛技术相结合,从而使得湍流方程可以与流动方程同时求解。为了增强计算的鲁棒性,进一步对湍流变量进行了限制。将所发展的方法用于DLR平面叶栅算例,确认了求解结果的正确性以及刚性的来源。通过对三维NASA Rotor 67的模拟,验证了SST模型的精度;进一步将其与Badwin-Lomax(BL)模型、Spalart-Allmaras(SA)模型对比,发现三者都能正确地捕捉出口参数分布,且SST与SA模型的模拟结果比较一致;对于该算例,SST模型在总温模拟上更具优势,而BL模型在总压分布上与试验值更加接近。
- 杨金广吴虎
- 关键词：湍流模型显式叶轮机械
- 跨声速轴流压气机多叶排反问题优化方法被引量：3
- 2016年
- 为提升跨声速压气机的气动性能,以叶轮机械三维黏性反问题设计理论为基础,发展了适用于压气机多叶排三维反问题优化设计方法。描述了压气机多叶排流场计算所采用的数值求解技术,详细推导了反问题优化设计方法和流程。为验证方法的正确性,运用德国宇航中心单级跨声速压气机R030-SUKS/31的实验数据与计算结果进行对比。在对原型叶片表面载荷进行分析的基础上,重新修改叶片表面载荷分布,并通过反问题设计方法计算得到新的叶片几何构型。结果表明,通过修改叶片表面载荷分布,运用反问题设计方法得到的压气机,其进口相对马赫数有所提升,压气机流量和压比分别提高了3.5%和2.0%,气动性能有明显提升,验证了方法的正确性和有效性。
- 刘昭威吴虎唐晓毅
- 关键词：载荷分布优化设计跨声速压气机
- 多级环境下轴流压气机反方法改型设计被引量：1
- 2018年
- 基于全三维黏性流场求解,对多级轴流压气机叶片反方法改型设计技术进行了研究。介绍了所采用的数值求解方法,之后阐述了压气机叶片反方法设计的基本原理和流程。为验证方法的有效性,对某型高压压气机后四级初始设计结果进行了数值模拟和反方法改型设计,基于对数值结果的分析提出了多级环境下叶片表面载荷分布调整的具体方法。反方法改型设计结果表明,通过合理调整多个叶片表面载荷分布,提升了四级压气机整体气动性能。设计点绝热效率基本保持不变,压比提高6.57%。
- 梁言吴虎刘昭威
- 关键词：多级轴流压气机改型设计
- 基于渗透边界条件的三维粘性叶轮机械气动设计反方法应用研究被引量：3
- 2015年
- 详细介绍了三维反方法的数值求解过程。叶轮机械复杂的流场给三维反方法的数值应用和鲁棒性提出了严峻的考验,在三维渗透边界条件和中弧面生成方程的求解过程中需要进行特殊处理。为了能够考虑叶片表面的小分离,同时引入间隙的影响,并保证生成叶片的可加工性,采用非均匀有理B样条(NURBS)曲线对中弧面径向线进行参数化,并在最小二乘意义上满足流动与叶片表面相切条件。为了降低叶片前后缘小圆和端壁附面层对计算带来的不利影响,在该区域采用混合边界条件。同时文中还研究了混合边界条件中的外插问题,并发展了一种载荷参数化方法。最后利用三维反方法设计工具对NASA Rotor67转子进行改型,通过控制激波强度和轴向加载方式,对于改型工作点,在流量和压比没有降低的情况下,效率约提升了1%。
- 杨金广刘振德邵伏永吴虎
- 关键词：叶轮机械气动设计
- 改进的反问题边界条件在叶轮机械中的应用被引量：5
- 2015年
- 为减小气流分离对叶轮机械反问题计算的影响,本文以三维黏性反问题设计方法理论为基础,对反问题所采用的边界条件进行了改进。文中以美国国家航空航天局Rotor 67跨声速转子为算例,进行叶片返回实验,以研究方法的正确性与可靠性,并将该计算结果与采用原始发问题边界条件的计算结果进行对比。结果表明,相比原反问题边界条件,改进的反问题边界条件的反问题计算受气流分离影响较小,计算结果满足了给定的气动参数分布,叶片几何与目标几何吻合较好。
- 刘昭威吴虎唐晓毅
- 关键词：叶轮机械
- 叶轮机械气动设计的反方法发展综述被引量：2
- 2013年
- 系统地介绍了国外反方法研究进展,详细分析了反方法的分类以及各自的关键技术,并总结了反方法在不同类型叶轮机械应用过程中的经验。诸多反方法的成功应用表明了该方法在叶轮机械气动设计中的有效性,同时结合设计需求,需进一步增加径向载荷的控制,拓宽其应用范围,并与优化方法有效结合,这将成为其今后的发展趋势。
- 赵学成耿苗杨金广吴虎
- 关键词：叶轮机械气动设计
- 跨声速轴流压气机转子反问题优化方法被引量：6
- 2015年
- 为降低跨声速压气机叶片通道中的激波损失,提升跨声速压气机的气动性能,以三维粘性反问题设计方法理论为基础,发展了三维反问题设计方法,并对反问题所使用的边界条件进行了改进。在保持叶片总切向载荷不变的同时,通过调整叶片表面沿轴向的载荷分布,达到降低叶片通道内部的激波强度,减少激波损失的目的。为验证方法的正确性,文中运用NASA Rotor 67跨声速压气机转子实验数据与计算结果进行对比,在此基础上对叶片表面载荷进行分析,在修改叶片表面载荷分布后通过反问题设计方法得到新的叶片几何。结果表明,通过修改叶片表面载荷分布,运用反问题设计方法得到的新叶片,其激波强度明显降低,压气机转子出口流量提高了0.5%,效率提高了1.0%。
- 刘昭威吴虎唐晓毅
- 关键词：载荷分布
