離心式葉輪機(jī)械內(nèi)部氣動性能的全三維粘性數(shù)值模擬
發(fā)布時間:2021-01-21 05:22
離心式葉輪機(jī)械在各個工業(yè)領(lǐng)域有重要應(yīng)用,如空氣壓縮機(jī)。離心葉輪的設(shè)計者需要詳細(xì)了解其內(nèi)部流場的各種流動現(xiàn)象。應(yīng)用計算流體力學(xué)的方法,能夠詳細(xì)了解葉輪機(jī)械內(nèi)部流場,并部分替代昂貴的實驗研究。數(shù)值模擬還能提供實驗測量難以獲取的流場信息,一個典型的例子是流道內(nèi)部分離區(qū)域的預(yù)測。本文應(yīng)用一種高性能的數(shù)值計算方法求解了離心葉輪內(nèi)部復(fù)雜的三維流場,研究了它們的氣動性能。主要工作包括以下幾個方面:采用求解偏微分方程和幾何法相結(jié)合的混合型網(wǎng)格生成技術(shù),開發(fā)了適用于離心葉輪機(jī)械的高質(zhì)量結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成算法。并且在現(xiàn)有工作基礎(chǔ)之上,將基于有限差分方法的高收斂率、高精度、高分辨率的LU-SGS-GE隱式格式和四(五)階MUSCL TVD格式求解全三維Navier-Stokes方程和低雷諾數(shù)雙方程湍流模型的計算程序推廣到離心葉輪機(jī)械內(nèi)部流場的數(shù)值求解。為了考核現(xiàn)在的算法對跨音流場的模擬能力,數(shù)值模擬了VKI跨音透平葉柵的三維流場,證明了該方法的可用性。對Krain高速離心葉輪在設(shè)計工況下的內(nèi)部流場進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)值模擬,計算所得輪蓋壓力分布、子午速度及相對氣流角分布與實驗結(jié)果吻合較好,并且進(jìn)一步加深了對二次流機(jī)理...
【文章來源】:清華大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:100 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
a顯示了s=1.0~0.5的情況
b顯示了s=1.0~0.0的情況
++ewns中 C E W N S 分別是 C E W N S 各點的矢量坐標(biāo)n s 分別是 C 點到 E W N S 的距離 從上式可以看出 周C 點的作用與其距離成反比 通過這種處理 網(wǎng)格的分布將側(cè)重密集處圖 2-3 光滑性反 如果不按上式調(diào)整 僅僅簡單地將其按周圍各點平均 不考影響 則很可能導(dǎo)致不合理的網(wǎng)格點產(chǎn)生 特別是在邊界處 因
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二維非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的一個TVD型有限體積方法[J]. 宋松和,陳矛章. 航空學(xué)報. 2001(03)
[2]NASA低速離心壓氣機(jī)時輪內(nèi)部流動的數(shù)值研究[J]. 席光,王曉鋒,樊會元,倪明玖. 工程熱物理學(xué)報. 2001(02)
[3]離心壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)近端壁區(qū)三維紊流流場[J]. 馬宏偉,蔣浩康,徐月亭,楊健,薛琳. 航空動力學(xué)報. 2000(04)
[4]離心葉輪內(nèi)三維湍流流場的數(shù)值計算與實驗比較[J]. 劉正先,曹淑珍,谷傳綱,苗永淼,王玉明,劉艷梅. 流體機(jī)械. 2000(04)
[5]用可壓縮流渦方法模擬葉輪機(jī)動靜葉的相互作用[J]. 陳矛章,彭波. 中國工程科學(xué). 2000(02)
[6]離心葉輪內(nèi)三維湍流流場的實驗研究[J]. 劉正先,曹淑珍,谷傳綱,苗永淼,范春輝. 工程熱物理學(xué)報. 1999(05)
[7]應(yīng)用高分辨率迎風(fēng)格式精確分析透平葉柵三維湍流流場[J]. 張宏武,徐綱,袁新,葉大均. 工程熱物理學(xué)報. 1999(05)
[8]葉輪機(jī)械動靜葉片排非定常氣動干涉的數(shù)值模擬[J]. 黃偉光,陳乃興,山崎伸彥,難波昌伸. 工程熱物理學(xué)報. 1999(03)
[9]無葉擴(kuò)壓器離心式壓氣機(jī)內(nèi)旋渦運動的數(shù)值研究[J]. 陳乃興,黃偉光. 工程熱物理學(xué)報. 1999(02)
[10]翼型大攻角低速分離流動的數(shù)值模擬[J]. 袁新,江學(xué)忠. 工程熱物理學(xué)報. 1999(02)
本文編號:2990542
【文章來源】:清華大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:100 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
a顯示了s=1.0~0.5的情況
b顯示了s=1.0~0.0的情況
++ewns中 C E W N S 分別是 C E W N S 各點的矢量坐標(biāo)n s 分別是 C 點到 E W N S 的距離 從上式可以看出 周C 點的作用與其距離成反比 通過這種處理 網(wǎng)格的分布將側(cè)重密集處圖 2-3 光滑性反 如果不按上式調(diào)整 僅僅簡單地將其按周圍各點平均 不考影響 則很可能導(dǎo)致不合理的網(wǎng)格點產(chǎn)生 特別是在邊界處 因
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二維非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的一個TVD型有限體積方法[J]. 宋松和,陳矛章. 航空學(xué)報. 2001(03)
[2]NASA低速離心壓氣機(jī)時輪內(nèi)部流動的數(shù)值研究[J]. 席光,王曉鋒,樊會元,倪明玖. 工程熱物理學(xué)報. 2001(02)
[3]離心壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)近端壁區(qū)三維紊流流場[J]. 馬宏偉,蔣浩康,徐月亭,楊健,薛琳. 航空動力學(xué)報. 2000(04)
[4]離心葉輪內(nèi)三維湍流流場的數(shù)值計算與實驗比較[J]. 劉正先,曹淑珍,谷傳綱,苗永淼,王玉明,劉艷梅. 流體機(jī)械. 2000(04)
[5]用可壓縮流渦方法模擬葉輪機(jī)動靜葉的相互作用[J]. 陳矛章,彭波. 中國工程科學(xué). 2000(02)
[6]離心葉輪內(nèi)三維湍流流場的實驗研究[J]. 劉正先,曹淑珍,谷傳綱,苗永淼,范春輝. 工程熱物理學(xué)報. 1999(05)
[7]應(yīng)用高分辨率迎風(fēng)格式精確分析透平葉柵三維湍流流場[J]. 張宏武,徐綱,袁新,葉大均. 工程熱物理學(xué)報. 1999(05)
[8]葉輪機(jī)械動靜葉片排非定常氣動干涉的數(shù)值模擬[J]. 黃偉光,陳乃興,山崎伸彥,難波昌伸. 工程熱物理學(xué)報. 1999(03)
[9]無葉擴(kuò)壓器離心式壓氣機(jī)內(nèi)旋渦運動的數(shù)值研究[J]. 陳乃興,黃偉光. 工程熱物理學(xué)報. 1999(02)
[10]翼型大攻角低速分離流動的數(shù)值模擬[J]. 袁新,江學(xué)忠. 工程熱物理學(xué)報. 1999(02)
本文編號:2990542
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