轮毂比对水下航行器高速泵喷推进器性能影响研究

为了探究轮毂比对水下航行器高速泵喷推进器的影响,以比转速1920的叶轮为研究对象,对水下航行器高速泵喷推进器3种不同的轮毂比开展数值计算、性能结果分析比对和试验验证。应用Fluent软件,采用基于雷诺平均N-S方程和SST k-ω模型,预测叶轮的扬程、效率及推力。通过数值仿真计算,得到不同轮毂比叶轮的性能曲线、空化性能数据及内流场状态。结果表明:叶片表面从叶梢到轮缘的压力梯度逐渐变小,随着轮毂比的增大,叶片上最大静压下降,泵喷推进器的扬程和效率均有所降低,且空化性能下降明显,但在空化状态上优于小轮毂比。研究结果可为水下航行器高速泵喷推进器结构优化设计提供参考。

三点弯曲下钢纤维高强混凝土张开位移

通过钢纤维高强混凝土切口梁三点弯曲试验,探讨了相对切口深度、粗骨料最大粒径、水灰比和钢纤维体积率等因素对钢纤维高强混凝土临界裂缝张开位移(裂缝嘴张开位移和裂缝尖端张开位移)的影响。结果表明,可采用诸因素对嘴尖比(裂缝嘴张开位移与裂缝尖端张开位移的比值)的影响来反映其对临界裂缝张开位移的影响;影响因素不同,嘴尖比随之变化的趋势也不同。根据临界裂缝扩展长度与张开位移之间的几何关系,提出了临界裂缝扩展长度的计算方法;在分析试验结果的基础上,建立了钢纤维高强混凝土临界裂缝尖端张开位移的计算公式。

轮毂比对对旋轴流通风机性能影响的数值研究

为了研究采用等环量设计方法设计对旋轴流通风机时轮毂比的选择准则,以不同的轮毂比设计了5种对旋轴流通风机,并对这5种风机进行了数值研究。通过对5种对旋轴流通风机的叶片弦长及安装角、总体性能参数及速度矢量场等的分析,获得了轮毂比在对旋轴流通风机设计时的选择原则。

对旋风机轮毂比对其气动性能影响的研究

运用FLUENT软件对动力外置式对旋风机进行数值模拟,分析其内部流场变化情况,并对该类型对旋风机在不同轮毂比下的流场进行了模拟和分析,通过对比分析得出轮毂比对动力外置式对旋风机的压力、流量、效率等气动性能参数的影响,为对旋风机的优化设计提供相关参考。

大涵道比涡扇发动机低压涡轮间隙分析与设计

航空发动机涡轮叶尖间隙的准确分析与合理设计对改善发动机性能有重要意义。对叶尖间隙的影响因素进行了详细分析,并指出在总体结构初步设计中,涡轮叶尖间隙分析和设计需要重点考虑的载荷因素;给出采用NX-NASTRAN进行间隙计算的求解方法和详细步骤;以某大涵道比发动机低压涡轮的间隙分析为例,给出详细的求解过程,求解得到低压涡轮在地面起飞状态等8个工况下间隙变化值为-0.4～1.1 mm,并指出间隙初始值的确定应当主要考虑设计点状态、起飞状态和地面慢车状态。

叶顶间隙对高压比离心压气机性能的影响机理

为了研究高压比离心压气机叶顶间隙流动损失的产生机理,建立了18个不同叶顶间隙的压气机叶轮模型,采用数值方法对其进行流场求解计算,对比分析有叶顶间隙与无叶顶间隙下压气机叶轮流道内的流场特性,进行不同叶顶间隙下叶轮流动的对比研究.结果表明:在设计转速与流量下,等熵效率与压比随叶顶间隙比率的增加而近似线性减小;叶轮流道内产生的泄漏涡与主叶片前缘激波相互作用造成有叶顶间隙下的流动损失,高速流体与机匣壁面作用产生的壁面涡与主、辅叶片前缘的激波共同造成了无叶顶间隙下的流动损失;随着叶顶间隙的不断增加,泄漏涡与激波相互作用产生的影响力不断向下游移动,导致压气机性能的不断降低.

矿用轴流式通风机高效区分布特性分析

通过对轴流式通风机高效区分布特性的研究,找出了在转数和轮毂比一定的条件下其高效区域分布的规律,从而发现了通风机运行工况发生变化时高效工况点的情况,为通风机的运行平稳、安全可靠、工作效率的提高提供了理论依据。

高轮毂比离心压气机改型设计及分析

以某高轮毂比离心压气机为研究对象,在给定的轴向尺寸限定下,进行离心压气机改型设计,提出了离心叶轮和径向扩压器子午流道倾斜的设计方法以提高离心压气机性能,并借助数值模拟手段,揭示了该设计方法提高高轮毂比离心压气机性能的机理,可为高轮毂比离心压气机改型气动设计提供借鉴。

高切线速度低压比单级风扇设计技术及试验验证

针对单级跨声速风扇高切线速度、低压比的特点,采用先进的气动布局及特性分析方法,高切线速度低压比转子设计、低损失可调导叶设计、大攻角范围低损失静子设计技术,以及叶顶激波系控制技术等,完成了该单级风扇的设计,并在此基础上完成机械运转、总性能试验及导叶优化试验。试验结果表明,该单级风扇在满足发动机尺寸设计要求的前提下,各转速流量、效率、压比及稳定裕度均满足设计指标要求,其中效率和稳定裕度远远超过设计指标。

民用涡扇发动机结构与建模分析研究

数学模型是航空发动机性能仿真与控制系统设计的重要技术基础,针对民用涡扇发动机建模需求,以广泛使用的大涵道比涡扇发动机为研究对象,参考国外经验并结合理论分析,进行与整机建模相关的发动机主要部件结构特点和部件建模方法研究,给出发动机大风扇特性分解方法,分析空气引气系统、压气机稳定性控制系统、涡轮叶尖间隙控制系统、反推力装置等系统的结构和建模方法,以期为民用大涵道比涡扇发动机整机建模提供技术支持。

轮毂比对轴流式叶轮水力性能的影响

为了研究轮毂比对轴流式叶轮水力性能的影响,针对比转数为743的叶轮,采用4种不同的轮毂比进行优化设计,得到4副不同轮毂比的叶轮.轴流式叶轮的优化设计应用多学科优化软件i SIGHT,采用梯度优化算法的序列二次规划法SQP,改变各翼型断面的叶栅稠密度和翼型安放角的大小,保证设计流量和设计扬程不变,实现效率最优.优化过程中应用数值模拟软件CFX,采用基于雷诺平均的N-S方程和标准k-ε模型,预测叶轮的扬程、效率和必需汽蚀余量值.通过数值模拟计算得到不同轮毂比叶轮的性能曲线.分析了同一比转数下,不同轮毂比对轴流式叶轮水力性能的影响.结果表明:轮毂比越大,叶轮效率越高,汽蚀性能越差,但是轮毂比对汽蚀性能的影响比较显著,必需汽蚀余量最大差别达0.9 m,对效率的影响较小,最高效率差别只有0.3%左右;轮毂比越大,扬程性能曲线斜率越大,最大扬程越高,马鞍区扬程范围越大,同时随着轮毂比增大,高效区范围较窄,并往小流量侧分布.

轮毂比改变的轴流泵装置数值模拟研究

大型泵站工程改造时,不更新土建结构,只更新水力机械设备,而现有优秀水力模型轮毂比不能保证一致时,需进行不同轮毂比对轴流泵装置性能的影响研究。基于数值模拟手段研究不同轮毂比的两副水力模型对轴流泵装置水力性能的影响,得到2种方案泵装置的水力性能,分析了不同轮毂比的轴流泵装置内特性和外特性差别。研究结果表明:对单泵而言,轮毂比较大的轴流泵水力模型效率更高,汽蚀性能较差;对于泵装置性能而言,两者设计工况效率差别不大,总体性能相近。轮毂比增大后,高效区向小流量偏移。并得出当大型泵站更新改造时,轮毂比成为不可更改的因素时,改型设计是可行的。

某大涵道比风扇轮毂型线数值计算

为了改善风扇叶根的二次流动,基于某原型方案,采用数值模拟方法研究了轮毂型线对大涵道比民用发动机风扇流场的影响。研究结果表明:凹形轮毂型线对风扇根部流动的影响主要体现在从下凹位置开始的加速流动作用。靠近风扇尾缘是较优的轮毂下凹最深位置,对根部流动存在2种改善作用,即流路收缩带来的加速流动作用,在提高风扇根部出口子午速度的同时,提高了10%叶高附近吸力面表面流体速度,抑制该叶高靠近尾缘处流体回流;由于轮毂下凹最深位置靠近尾缘,轮毂型线在靠近风扇出口时可以维持在凹曲线形式,减弱风扇角区吸力面表面回流。轮毂下凹深度对风扇内涵的压比和效率呈现单调影响。改进后的轮毂型线计算结果与原型方案相比,风扇吸力面极限流线改善,全流量范围内风扇内涵效率提升。

CZ-80高效轴流风机的设计和优化

近年来,市场上对高效节能风机的需求越来越大。本文对CZ-80船用风机进行了全面的设计和优化,重点对叶片、轮毂、导流器等关键部件分别进行了设计优化:基于变环量设计方法,采用NACA C4翼型作为基础翼型,针对叶轮轴向尺寸问题和叶片角度调整时叶根间隙问题,设计了球形凹陷轮毂;导流器采用后掠等弧变弦长导叶和锥形导流筒。设计了一款高效风机,采用C型和D型测试装置,分别测试了导流锥、叶尖间隙对风机效率的影响,并测得该优化风机的最高效率达85.6%。

第1代轮毂轴承外圈冷辗扩工艺设计

分析第1代轮毂轴承外圈的结构特点和原高速镦锻的难点,介绍了采用"高速镦锻+冷辗扩"加工轴承外圈的工艺设计方法,对冷辗扩图、毛坯图和辗扩模具的设计进行了详细的说明。

提高高原型风电机组气动性能的几种措施

文章分析了高原型风电机组的运行特点,并与常规风机进行了比较,提出了诸如提高风机额定转速、降低叶片设计叶尖速比、提前变桨等提高高原型风机气动性能的措施。

基于热态叶型的小轮毂比弯掠叶片结构保形设计与优化

发展了一种保持且基于气动设计给定的热态叶型的冷态叶型迭代解算方法,并将其融入叶片罩量调节的优化设计,其中在热态叶型的基础上调节罩量,针对冷态叶型计算变形与应力等,变形后的叶片逼近热态叶型,尽可能减小了对热态叶型气动特性的影响.实现了冷态叶型迭代求解与罩量调节中结构有限元网格的自动更新,并基于iSIGHT优化平台,建立了叶片罩量调节多目标优化设计的自动化分析流程,并以一小轮毂比弯掠风扇叶片罩量调节为例,考查了罩量调节中考虑轮盘与否对优化设计结果的影响.计算分析实例表明:所发展的方法可在保持热态叶型的前提下使叶片最大应力和最大变形分别下降了10.6%和46%.

沈阳宝能金融中心住宅塔楼结构设计

沈阳宝能金融中心住宅塔楼高194~200m,结构高宽比8.4~9.5,采用钢筋混凝土全落地剪力墙结构体系,通过合理地配置剪力墙,形成束筒效应,有效提高了整体结构抗侧及抗扭刚度;考虑大底盘多塔效应、短墙效应等,对结构进行了小震弹性、中震及大震弹塑性等的计算分析,结果表明结构具有良好的抗侧刚度,较好地满足抗震设计预期的性能目标。

高尖速比下非对称翼型叶片结冰风洞试验

对于安装在湿冷环境下的风力机,极易遇到风力机表面结冰问题。风力机表面结冰严重影响了风力机的正常运行。为了研究垂直轴风力机在较高尖速比下的叶片表面结冰分布,本文采用了一种基于自然低温的结冰风洞试验方法。在低温环境下对采用S809非对称翼型的垂直轴风力机叶片进行试验,测试了在三种尖速比下的叶片表面结冰,并分析了结冰面积的变化。结果发现,当风力机尖速比超过1以后,叶片表面不再完全被结冰覆盖。主要结冰区域为叶片前缘,同时有横向生长的冰溜产生。

基于轮毂比的潜水轴流泵优化设计研究

针对潜水轴流泵进行水力性能优化设计,在满足设计要求的基础上,实现其叶轮水力效率的提高。以比转速ns=1000的轴流泵为研究对象,借助STAR CCM+商用仿真平台,以N-S方程为基本控制方程,湍流模型为标准k-ε双方程,分别对5种轮毂比的潜水轴流泵模型在3个流量工况下进行数值模拟计算,确定该轴流泵的最佳轮毂比,并对优化前后模型进行水力性能对比分析。结果表明:由原始轮毂比0.40缩小至最优轮毂比0.38后,流道过流面积增大,轴流泵叶轮的水力性能得到明显提升,满足设计工况要求,叶轮扬程从4.18 m提高到4.27 m,水力效率从90.44%提高到91.46%,同时高效区明显扩大。从内部流动特性分析得出,优化后叶轮内部流线分布均匀,无脱流、旋涡等不良流态现象,流体损失较小。