高压透平导叶的DDES模拟

本文通过DDES(Delayed Detached Eddy Simulation)方法分别研究了绝热壁面条件和等温壁面条件下跨音高压透平导叶LS89中的基本流动现象.首先将DDES计算结果和实验数据以及文献中的LES计算结果进行了对比,证明了DDES方法计算的可靠性以及对于非定常流场精细结构的出色分辨力;而后本文研究了跨音速高压透平导叶LS89通道内的激波、尾迹、边界层等流动现象以及激波和尾迹的相互干涉,并对比了两种不同壁面传热条件对流动的影响。

高压透平导叶尾迹涡的发展与机理分析

尾迹涡是透平内部主要的非定常来源和重要的损失来源之一,精确模拟复杂分离湍流流动是当代CFD面临的一个挑战。本文先对透平尾迹涡研究进行了综述,然后采用高精度的DDES方法对VKI LS89进行了模拟,利用其精细的数值纹影图对尾迹涡的发展尤其是其尺度特性进行了分析并提出了物理解释。同时,对尾迹涡和激波、压力波的相互作用进行了分析。研究表明,叶片附近吸力面侧尾迹涡对主流的堵塞作用以及涡对中两个涡的相互作用对尾迹涡尺度特征起决定作用。激波和压力波对尾迹涡存在扰动和耗散,增加了尾迹涡的不稳定性。