本文關(guān)鍵詞：三場耦合作用相關(guān)試驗及耦合強度量化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《上海交通大學》 2013年

透平膨脹機葉輪流熱固耦合數(shù)值模擬及分析

孟再強  

【摘要】：透平膨脹機是冶煉、石化和火電等重要行業(yè)必不可少的空分設(shè)備，并且伴隨著這些行業(yè)的集約化發(fā)展，透平膨脹機正朝著超大型化和低能耗化的方向發(fā)展，對我國在膨脹機設(shè)計制造、可靠性分析、故障診斷以及非線性動力學等方面提出了更高的技術(shù)要求，其中葉輪流熱固耦合問題是實現(xiàn)透平膨脹機技術(shù)突破的綜合性難題，對該領(lǐng)域的深入研究將有效地提高我國大型透平膨脹機自主設(shè)計制造的能力。 本文以透平膨脹機穩(wěn)態(tài)工況為計算條件，采用數(shù)值模擬手段，從轉(zhuǎn)子系統(tǒng)及零部件靜力學性能和動力學性能的角度對葉輪流熱固耦合問題進行研究。 首先利用計算流體力學方法對葉輪內(nèi)部流場進行分析，獲得流場狀態(tài)參數(shù)分布情況，為后續(xù)的耦合分析提供邊界條件和載荷。 其次根據(jù)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)實際工況條件，分析各場之間相互作用關(guān)系，提出穩(wěn)態(tài)工況下流熱固三場單向耦合計算方法，完成轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在耦合應(yīng)力下的強度分析，驗證轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)滿足靜力學設(shè)計要求。 最后分析葉輪和轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動特性，結(jié)果表明兩者皆避開共振區(qū)域，滿足動力學設(shè)計要求。此外，提出基于穩(wěn)態(tài)溫度場的流固雙向耦合計算方法對葉片氣動彈性問題進行研究，，證明葉片不會發(fā)生顫振。 本文關(guān)于流熱固三場耦合分析的思路和方法為包含多物理場耦合作用的綜合性工程問題提供了有意義的參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TB653
【目錄】：

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