非失速二维振荡叶栅非定常流动数值模拟研究

进一步完善了非定常雷诺平均N-S方程求解程序,借助快速网格生成方法,对周期性俯仰运动下NA-CA0012叶栅的非失速绕流问题进行了数值模拟研究,并分析了振荡叶栅的迟滞效应以及俯仰运动各个参数对迟滞效应的影响。数值模拟结果与实验结果对比表明,本文发展的数值模拟方法是可靠的;结果还表明,随着振幅,折合频率的增加迟滞效应增强,平均攻角对迟滞效应无影响;保持无量纲参数——振幅和折合频率的乘积——恒定时,迟滞效应相同。

基于流固耦合方法的某风扇超声速非失速颤振研究

针对某典型大展弦比风扇的超声速非失速颤振问题,采用基于流固耦合方法的能量累积法,对该风扇转子的超声速非失速颤振现象及颤振边界进行数值分析。研究结果表明,设计转速下的风扇转子叶片在其近效率最大点处发生基于一阶振动模态、IBPA=334.3°的超声速非失速颤振现象;叶片超声速非失速颤振边界的一阶叶片结构固有频率为f=201.68 Hz。

振荡翼型非定常流动数值模拟研究

进一步完善了非定常雷诺平均N-S方程求解程序,并借助运动网格生成方法,对周期性俯仰运动下NACA0012翼型的非失速绕流和动态失速问题进行了数值模拟研究,分析了振荡翼型的迟滞效应以及俯仰运动各个参数对迟滞效应的影响。数值模拟结果与实验结果对比表明,本文发展的数值模拟方法在模拟非失速绕流时是可靠的;结果还表明,随着振幅、折合频率的增加迟滞效应增强,平均攻角对迟滞效应无影响;保持无量纲参数——振幅和折合频率的乘积——恒定时,迟滞效应相同。在模拟动态失速问题时,本文方法在深度失速下结果与实验符合较好,而在轻度失速下符合较差,经分析表明这是不同条件下非定常流动对湍流模型和转捩的敏感程度不同所致。

基于双向流固耦合方法的某风扇特性数值研究

风扇转子工作在高压比、高转速、高负荷的级环境中,实际流动中存在风扇的长叶片与流体间强烈的耦合作用。针对风扇实际工作中存在的流固耦合问题,本文通过基于时域推进的双向流固耦合方法对风扇转子的流固耦合问题进行求解,并在此基础上对该转子的超声速非失速颤振现象进行研究。分析结果表明,考虑耦合效应的转子特性线整体向大流量方向偏移0.7%,效率降低约0.76%,总压比基本保持不变,稳定工作裕度略有减小;转子在设计转速下近效率最大点处,可能会发生基于叶片一阶固有模态振动的超声速非失速颤振现象。