跨声压气机动静干涉效应的数值研究

采用数值方法对一轴流跨声压气机在设计点的非定常流场进行了模拟,对级内动静干涉进行了深入分析,研究了尾迹和位势作用等对动静叶表面气动负荷的影响.计算结果表明:在压气机中,上游动叶的尾迹等对静叶通道内部流动,叶片表面静压的波动,以及边界层流动损失的发生、发展和输运产生明显的影响,需要在设计中加以考虑.

亚声速低反力度吸附式压气机的非定常数值研究

为明晰转静干涉对吸附式压气机气动性能的影响,对某单级亚声速低反力度吸附式压气机设计工况点进行数值模拟,详细对比分析了定常与非定常一维气动参数、参数沿展向分布以及内部流场之间的差异。研究结果表明,在转静干涉条件下,单级吸附式压气机时均总压比及效率与定常计算结果相比基本无变化,但吸力面抽吸量增加,端壁抽吸量减小;静叶对动叶势流干涉作用降低了动叶中部区域的做功能力;动叶反"C"型尾迹在静叶内部输运的过程中进一步扭曲,两端向叶展中部靠拢,级出口气动参数沿展向分布均化。

对旋轴流风扇级间非定常速度场实验研究

通过单斜丝热线风速仪一种较精确的校准和测量技术,对某个对旋轴流风扇的级间速度场进行了动态实验研究,并揭示其级间非定常效应的独特规律:下游转子的非定常位势流作用在对旋级间流场的周期性非定常影响中占主导地位,而上游转子的叶片尾迹影响则处于次要地位,级间径向速度的大小则主要与前级转子叶尖区和叶根区的二次流动旋涡强度有关,该发现对对旋轴流压缩系统非定常流动的机理探索有创新意义。

1+1/2对转涡轮全环非定常数值模拟

采用三维数值模拟方法对1+1/2对转涡轮进行了全环非定常计算,对比了定常结果与非定常时均结果的总体参数。在非定常流动中,分析了激波、尾迹、位势作用及泄漏流等因素对叶片表面负荷分布和局部区域流场的影响。结果表明:非定常效应对高压导叶流场影响很小;在激波、尾迹、位势作用等的共同影响下,高压动叶内流动呈现出较强的非定常性,二次流动增强;低压动叶方面,虽然与上游叶排轴向间距较大,但其流动非定常性依然显著,且受影响范围更广。

一个新动力因子在登陆台风“凤凰”强降水过程中的应用

根据波动和风场辐合辐散与登陆台风强降水密切相关的特点,利用高分辨率的数值模拟资料,采用分别表征强降水区波动特征和辐合辐散特征的两个动力参数——位势散度波作用密度和散度垂直通量,对登陆台风"凤凰"的强降水过程做诊断分析;同时结合波扰动和辐合辐散两特征,发展了一个新的物理量——热力切变散度参数,并据此对台风"凤凰"的强降水过程做进一步诊断分析,结果表明在整个研究时段内,地面雨区被热力切变散度参数的异常值区始终覆盖,二者具有较一致的空间分布和时间演变趋势。基于GFS(Global Forecast System)预报产品的动力释用分析表明,利用数值预报场计算的热力切变散度参数的强信号出现在强降水区,而弱信号出现在非降水区,该参数对强降水落区有较好的指示作用。

1＋1/2对转涡轮非定常流动数值模拟

为了掌握对转涡轮内部的复杂流动以改进航空燃气轮机的设计,利用数值模拟手段对所设计的1+1/2对转涡轮内部非定常流动进行了研究,将定常和非定常结果进行了详细的对比分析,结果表明:非定常结果与定常结果相比出功比减小,总效率约减小0.44%,流量基本不变,其中尾迹、激波、位势作用以及泄漏流等因素之间的相互作用是影响非定常特性的主要因素.