铸造工艺对机械叶轮铝合金性能的影响

采用不同的浇注温度对ZL102-0.15%Ti-0.1%Sr铝合金机械叶轮进行了铸造,并进行了耐磨损性能和冲击性能的测试与分析。结果表明：与常规消失模铸造的优化工艺相比,机械振动消失模铸造叶轮的磨损体积减小25%、冲击韧性增大22%,叶轮的耐磨损性能和冲击性能明显提高。叶轮的铸造工艺优选为机械振动消失模铸造。

流体机械叶轮内二次流及尾迹发展

利用有限体积法对N S方程进行数值求解 .模拟了离心叶轮内的粘性流动 ,研究了不同转速和不同流量对二次流及叶轮出口截面尾迹区的影响 .研究结果表明 ,三维粘性流动数值模拟二次流的结果与二次流理论分析结果相一致 ,对于离心叶轮出口尾迹区 。

流体机械叶轮内二次流及尾迹发展

利用有限体积法对N S方程进行数值求解 .模拟了离心叶轮内的粘性流动 ,研究了不同转速和不同流量对二次流及叶轮出口截面尾迹区的影响 .研究结果表明 ,三维粘性流动数值模拟二次流的结果与二次流理论分析结果相一致 ,对于离心叶轮出口尾迹区 。

采用动态交互作用分析的叶轮机械优化算法研究

针对当前基于代理模型的优化算法因遭遇“维度灾难”而难以开展叶轮机械高维优化的难题,提出了自适应厘清变量间关系的动态聚合全局优化算法。该算法能在不消耗额外样本的条件下获取设计变量间的交互信息,并基于该信息一方面将高维问题分解为多个低维问题,实现高维问题的高效优化,另一方面为后续知识挖掘提供信息基础。在完成典型30维函数算例测试后,利用所提出的算法完成了包含28个设计变量的Rotor 37叶栅气动优化与设计空间知识挖掘。结果表明,优化后,Rotor 37叶栅设计工况效率相对参考设计提高了1.69%,且变工况性能相对参考设计亦有不同程度提高。在获得最优解的同时,所提出的算法还厘清了Rotor 37叶栅设计空间各变量间交互作用关系。进一步,结合算法所揭示的变量交互作用进行知识挖掘与CFD验证,证明对分离线附近型线进行微调可有效降低激波与边界层相互作用,从而提高跨声速叶栅的气动性能。由此,所提出的算法在求解高维大资源叶轮机械优化设计问题上的适用性和有效性得到验证。

第六届中国国际透平机械学术会会议通知

第六届中国国际透平机械学术会将于2024年8月1-4日在海南三亚召开。会议涵盖叶轮机械在研发、制造和应用中的多个专业议题,包括叶轮机械的基础理论研究、方法论、数值模拟、产品设计、实验研究、试验方法和应用维护等。会议研讨对象包括航空发动机、燃气轮机、压缩机、风力发电机、汽轮机、涡轮增压器、制冷空调、膨胀机、鼓风机、泵、通风机和水轮机。本届会议由学术委员会委员根据CITC的征稿范围精心策划组织,将集历届会议之长,同时新增风力机、氢燃烧、风储氢一体化等新能源相关的议题。

叶轮机械气动优化设计中的近似模型方法及其应用

针对在工程中完全采用随机类优化方法寻优时计算量过大的问题,应用统计学的方法发展了计算量小、在一定程度上可以保证设计准确性的近似模型方法.在气动优化设计过程中,用该模型取代耗时的高精度的计算流体动力学分析,可以加速设计过程,降低设计成本.基于统计学理论提出的近似模型方法有效地平衡了基于计算流体动力学分析的叶轮机械气动优化设计中计算成本和计算精度这一对矛盾,在离心压气机叶片扩压器、叶轮和混流泵叶轮设计等问题中得到了成功应用,展示了广阔的工程应用前景.目前,已经建立了离心压气机部件及水泵叶轮的优化设计系统,并在工程设计中发挥了重要作用.

叶轮机械叶片颤振研究的进展与评述

颤振一类气动弹性稳定性问题是叶轮机械设计者关心的主要问题之一.本文对叶轮机械叶片颤振模型研究的进展进行了回顾,包括非定常气动模型、结构模型以及颤振的预测方法等内容.通过对颤振模型研究的介绍,讨论了不同方法处理颤振这类气动弹性稳定性问题的优缺点.提出了关于颤振研究目前的不足和部分难点,认为流固耦合模型的研究值得进一步重点关注.

叶轮机械内部流场数值模拟研究综述

介绍了叶轮机械内部流场数值模拟的发展历史,并分别介绍了无粘性流、准粘性流、完全粘性流三个模拟阶段中各种数值模拟方法的原理、特点及应用。对今后叶轮机械内流数值模拟在湍流模式、优化设计、计算网络产生和并行处理等方面的发展作了展望。

带分流叶片离心叶轮机械研究进展

针对分流叶片在3种离心工作机(压缩机、风机和泵)的应用及研究现状,从设计理论和内部流动两方面详细综述了离心叶轮机械中分流叶片的研究成果。通过总结带分流叶片离心叶轮机械内部流动方面的研究结论,对分流叶片的添置对内部流动特性和性能的影响机理有了深刻的认识,总结了分流叶片主要参数的取值原则,为分流叶片在离心叶轮机械中的应用提供了参考。最后在内部流动理论和特性以及设计方法方面给出了研究的展望。

轴流式叶轮机械叶型的参数设计方法

提出了一种快速实用的叶轮机械叶片型线的设计方法．通过调整反映叶型中弧线和叶片厚度特征的１２个参数，即可生成光滑的叶型．各个参数对叶型的控制作用十分方便、灵活．实例说明文中所采用的双三阶多项式模型能够很好地对叶轮机械叶型进行模拟．该设计方法与粘性数据值计算技术相结合，可以可靠地设计出高性能的叶型。

叶轮机械中叶顶间隙形态对气动性能影响的数值研究

本文针对几种不同形态的叶栅顶部间隙，在环壁转动与静止的不同情况下，研究间隙内的泄漏流动对三维粘性流场的影响。结果表明，至少对本文算例而言，在相同的工作条件下，具有适当小间隙的叶栅往往可以获得比无间隙叶栅更高的效率；而在相同的切向泄漏面积下，沿流向渐扩型间隙的叶栅可以获得更高的效率．本文的结果可以从定性和定量的角度为改进设计并合理利用叶栅间隙的泄漏流动提供参考．

基于FLUENT的叶轮机械内部流场模拟研究

介绍了FLUENT软件的主要特点及其在叶轮机械领域的应用情况,并且以某轴流风机为例,用该软件进行数值模拟,分析其内部流场变化情况。通过模拟,能真实反映叶轮机械内部的复杂流动,为叶轮机械的设计和改进提供理论依据。

叶轮机械中的泄漏流与泄漏涡

本文基于非正交曲线坐标及非正交速度分量下完全守恒型的N-S方程,采用整体H型网格,用数值方法研究叶轮机械中的泄漏流动。对于不同的间隙尺寸,对于环壁静止与旋转的不同壁面条件,揭示了泄漏流与通道二次涡相互作用的细节,揭示了泄漏涡的生成与发展过程。

叶轮机械复杂流动的PIV应用研究

本文发展了适用于叶轮机械等复杂内流系统使用的ＣＣＤ视场标定技术，以及能够消除视窗大颗粒污染带来的影响的图象处理技术，并在高速压气机实验台上对一小展弦比高负荷跨音风扇转子尖部的非定常瞬态流场进行了成功测量．

叶轮机械叶片故障的叶间动态间距诊断法

提出了叶轮机械叶片故障的叶间动态间距诊断法,该方法采用安装在外壳上的脉冲传感器非接触测量旋转叶片经过传感器探头时产生的脉冲信号,通过分析脉冲间(即叶间)动态的相对或绝对间距,可获取叶片振动和叶片故障信息。提出了刚性叶片和柔性叶片的概念,分析了叶片振动和叶片安装间距误差对动态间距的影响。论述了叶间动态间距诊断法的基本原理、试验研究、实施步骤。试验及现场应用表明该诊断方法是正确的、有效的。

叶轮机械动静叶片排非定常气动干涉的数值模拟

本文采用一种分区算法求解二维Navier-Stokes方程，对叶轮机械多级叶片排内的非定常流场干涉进行数值模拟。在探讨分区计算对于复杂通道内流场和动静叶列非定常干涉作用数值计算的必要性和重要性之后，针对某蒸汽轮机跨音速叶片组进行了数值分析，得到了典型的动静叶间非定常干涉流动图谱、作用于叶片的非定常气动力及其频谱特征。计算结果表明。本文提出的计算方法是合理有效的，为今后进行大规模动静叶非定常气动计算和基于非定常数值模拟的工程设计提供了可靠的依据和有用的工具。

叶轮机械气动噪声的研究进展

从机理研究、数值预测和控制方法3方面对叶轮机械气动噪声的研究进展和现状进行综述.主要内容包括:离散噪声和宽频噪声的机理研究,离散噪声包括叶轮旋转的自身噪声和动静干涉噪声,宽频噪声包括进气畸变噪声、叶顶间隙流动噪声、尾迹噪声、涡脱落噪声;基于声比拟理论的方法在噪声预测方面的应用;有源控制、叶片尾迹控制、非等距叶片和多孔材料等新型噪声控制技术的综述.最后对叶轮机械气动噪声的研究现状进行了总结并对今后的研究工作进行了展望.

叶轮机械内部流动研究进展

以叶轮机械内部流动研究方法为线索,分别从理论分析、试验测试和数值计算三个方面对国内外叶轮机械内部流动的研究进展和现状进行综述。首先概述叶轮机械内部流动损失的分类、定义和研究现状。然后分别从分离流动理论、涡动力学和叶轮机械流型三个层次介绍叶轮机械内部流动理论的发展;从平面叶栅、环形叶栅、动态试验和试验技术等方面回顾叶轮机械试验研究进展;从控制方程、数值方法、网格生成等方面综述叶轮机械数值计算研究方法、研究内容及成果等,并概括改善叶轮机械气动性能的方法和现状。最后对叶轮机械内部流动研究进行展望。结果表明,叶轮机械内部流动研究取得了巨大进展,有些研究成果已经应用到了设计工作中,但仍需对叶轮机械内部流动进行更深入的研究。

端壁造型在叶轮机械中的应用与发展

对一项新的设计技术—端壁造型技术的发展历史进行了回顾。端壁造型技术可以降低端壁区二次流损失,其提高效率的作用已经在涡轮中得到了广泛的验证,相关结论可以直接被工程采用。端壁造型技术在压气机中的研究虽晚于其在涡轮中的研究,但最新研究表明:端壁造型在改变跨音压气机激波结构,改善压气机稳定工作裕度,以及降低静叶角区分离等领域能够发挥一定作用。端壁造型技术反应了人们利用复杂型面来提高叶轮机械性能的研究趋势,值得研究者在未来开展更深入的研究。

粒子图像速度场仪用于叶轮机械内流测量的研究

介绍国内外利用粒子图像速度场仪（PIV）对叶轮机械内部复杂流动测量的研究进展,分析了针对叶轮机械内流测量的二维PIV系统的特点,并概括了目前在叶轮机械测量方面已取得的研究成果,最后预期了PIV技术未来的发展方向。