结构参数优化对可控涡扩压器性能的影响分析

为了获得较好的可控涡扩压器性能,采用可实现k-ε两方程湍流模型及引气口流量出口条件对不同结构的扩压器流场进行了数值模拟。仅有单侧轴向开口或单侧径向开口时,随着引气口尺寸的增加,扩压器出口平均静压值和平均滞止压力减小,扩压效率也减小。比较了不同开口方式及尺寸对流场的影响,研究发现最优开口组合的扩压性能比单侧径向最优开口的要好,但比单侧轴向最优开口的要差;有开口的扩压性能比无开口的要好。

风力机叶尖涡特性及其控制

通过数值模拟研究了风力机叶片尖部尾涡强度和控制方法。在叶片尖部设计了不同倾斜角的漩涡扩散器来控制叶尖涡,分析了风力机叶片尖部漩涡特征和叶片表面压力分布情况。同时,研究了叶尖涡强度随风轮尖速比变化规律。研究结果表明,叶尖涡扩散器能够提高叶尖涡涡核的总压,削弱其漩涡强度。在粘性作用下,风力机尾流漩涡耗散更快,可有效地削弱翼尖尾涡的强度,提高叶片效率。

轴向引气口位置及进口条件对可控涡扩压器流场的影响分析

采用黏性定常不可压缩Navier-Stokes方程及Realizable k-ε两方程湍流模型研究了可控涡扩压器轴向引气口位置及进口条件变化对流场的影响。结果表明:轴向引气口在突扩台阶处时,扩压效率为39.5%,比无开口情况(36.6%)有所提高,但不及在突扩喉部开口情况(78.5%),从提高扩压效率角度考虑,选取开口位置时应取突扩喉部;气体入口速度增大时,扩压器扩压效率增大约0.3%,总压损失减小约0.4%,扩压性能变化不明显;气体入口湍流度增加时,扩压性能变化较为明显,扩压效率减小约3%,总压损失增大约3%;引气量增加时,扩压性能变化最为显著,扩压效率增大约37%,总压损失减小约34%。

可控涡结构的三维湍流燃烧特性的数值分析

可控涡扩压器因具有较高的压力恢复及较低的压力损失而得到重视,为了获得其较好的燃烧性能,采用有限速率模型及引气口流量出口条件对可控涡结构的燃烧特性进行了数值模拟,并和无引气的常规突扩结构的燃烧流场进行了比较。结果表明:可控涡结构的引入能够减小燃烧室回流区长度,有利于突扩燃烧室组织燃烧,扩大燃烧通道中的燃烧区域,并使出口截面温度沿径向分布更加均匀以及燃烧效率得到较大提高,其性能比无引气的常规突扩结构更好。