冯国泰
,
顾中华
,
温风波
,
王松涛
,
黄红雁
,
颜培刚
,
王强
,
周驰
,
郭兆元
,
王仲奇
工程热物理学报
由于燃气涡轮机的发展,作为燃气涡轮机最重要的部件气冷涡轮,其负荷与涡轮前温度不断提高,为适应这一发展,气冷涡轮气动设计体系与设计思想均有了新的发展.本文的目的就是从三个方面分析与介绍这一发展内涵.第一部分,重点介绍气冷涡轮气动设计体系的发展、介绍主要程序的特点与分层优化设计过程.第二部分,重点介绍应用平均方程在计算气冷涡轮气动问题时,如何提高计算的可靠性与计算精度.第三部分,重点介绍气冷涡轮三维气动设计思想.
关键词:
气冷涡轮
,
气动设计体系
,
设计思想
卢少鹏
,
迟重然
,
温风波
,
崔涛
,
王松涛
,
冯国泰
,
王仲奇
工程热物理学报
本文为研究气冷涡轮叶片设计特点,搭建一个可以对采用气膜冷却的气冷涡轮叶片进行全三维多学科优化平台.优化平台中采用11参数法对叶片进行造型,针对该造型方法和优化设计的要求对优化变量的选取和优化策略以及优化目标的设定进行了一定的探讨,优化算法采用多目标算法NSGA-Ⅱ.采用该平台对某高压涡轮第一级静叶进行了优化,最终优化结果形成Pareto前沿解集,其气动效率和冷却效果均有所改善.
关键词:
气冷涡轮
,
气膜冷却
,
多目标优化
,
Pareto解集
杨孝鹤
,
周旬
,
王松涛
,
王晓东
,
徐海卫
,
刘朋
,
魏连启
涂料工业
采用空气喷涂法在SPA-H含镍合金钢表面制备了Mg-Al-O高温防护涂层,研究了涂层对SPA-H合金钢的高温氧化行为及氧化皮粘附性的影响.采用金相显微镜对喷涂样和空白样的剖面和表面形貌进行表征,采用SEM和EDX分析氧化皮中元素分布,研究Mg-Al-O涂层的作用过程和防护机理.结果表明:涂层可以大幅度提高SPA-H合金钢高温耐氧化腐蚀能力,在l 100℃、1 200℃、l 250℃下恒温2h,降低氧化烧损分别为47.2％、41.3％、41.5％.涂层在钢坯表面和基体生成的氧化皮发生反应,生成尖晶石结构,抑制阳离子扩散速率.同时通过减少基体和涂层界面处Ni、Cr氧化物的生成量,改善热轧前氧化皮的剥落性能,提高后期产品表面质量.
关键词:
含镍合金钢
,
高温防护涂层
,
粘附性
王松涛
,
潜纪儒
,
冯国泰
,
王仲奇
工程热物理学报
研究了斜流压气机具有大尺度分离的导向叶栅内的流场结构;通过对壁面不同吸气位置与吸气量对流场结构及损失的影响分析,并借助于拓扑分析的手段,探讨了针对于大尺度分离结构条件下吸气点位置的选择原则,总结出了端壁与吸力面吸气位置与分离结构之间的对应关系.
关键词:
二次流动
,
吸气式压气机
,
流场结构
迟重然
,
温风波
,
王松涛
,
冯国泰
工程热物理学报
涡轮叶片冷却结构设计的方案设计以管网计算为基础.本文简要介绍了管网模型的建立方法、近似和假设、边界条件的给定方式和控制方程的建立.说明了管网求解程序的思路与数值方法,介绍了管网压力平衡计算中对动量方程的线性化处理方法、气膜修正计算方法.以某型燃气涡轮第一级动叶的冷却结构设计为例,介绍了基于管网计算的冷却结构方案设计流程,对4个冷却结构初步设计方案的管网计算结果进行了分析,从中选择相对合理的方案并进行改进、确定了2个备选的叶片冷却结构.
关键词:
燃气涡轮
,
冷却技术
,
管网计算
陈绍文
,
孙士珺
,
韩东
,
徐皓
,
王松涛
工程热物理学报
在低速平面叶栅风洞中,对不同间隙大小条件下的高负荷压气机叶栅流动特性进行了实验研究.实验采用五孔气动探针测量了叶栅出口截面参数,得到了该截面的二次流速度矢量分布,并对叶栅下端壁和叶片表面进行了墨迹流动显示.结果表明,叶顶间隙的增加加剧了间隙泄漏流动与通道涡的相互作用和掺混,导致叶栅流道内的二次流结构和形态发生改变;增加叶顶间隙可完全抑制吸力面角区分离,但被间隙泄漏流动带走的低能流体被带到尾缘及其下游位置,加剧了相应位置的流动分离;间隙泄漏流动将引[起叶栅总损失的显著下降,损失的大小并不一定与间隙大小成正比.
关键词:
航空、航天推进系统
,
压气机叶栅
,
间隙
,
流动特性
,
实验研究
孙士珺
,
陈绍文
,
韩东
,
徐皓
,
王松涛
工程热物理学报
将附面层吸除技术应用于带间隙的高负荷压气机叶栅中,并在低速平面叶栅风洞里,实验研究了附面层吸除对带间隙的高负荷压气机叶栅流动特性的影响.实验采用五孔气动探针测量了叶栅出口截面参数,得到了该截面的二次流速度矢量分布,并对叶栅壁面进行了墨迹流动显示.结果表明,采用恰当的附面层吸除设置可以大幅改善流动,降低损失;在吸力面附近和间隙内采用附面层吸除(本文的方案1、2和4)都将削弱间隙泄漏流动的动能,从而影响吸力面再附线和端壁分离线的长度和位置,达到对相应区域三维流动分离的控制,并大幅降低总损失,其中方案1的损失下降达到20.8％.
关键词:
高负荷压气机
,
平面叶栅
,
附面层吸除
,
间隙
,
流动特性
杜鑫
,
王松涛
,
王仲奇
,
张龙新
,
丁骏
工程热物理学报
本文以某F级重型燃气轮机压气机亚音级静叶为研究对象，对于静叶端区产生的闭式角区分离流动，采用了端弯叶片控制技术，并在此基础上开发出“端弯联合弯叶片”技术。通过对比分析角区分离起始点和吸力面回流区范围，探讨了端弯叶片和“端弯联合弯叶片”对角区分离的影响规律。
关键词:
重型燃气轮机
,
端弯
,
端弯联合弯叶片
李震
,
周逊
,
王松涛
,
冯国泰
工程热物理学报
基于5阶WENO格式结合AUSM+-up通量分裂方法编制密度基有限差分数值计算程序,并对NACA 65平面叶栅在不可压和亚音速工况下的流动进行三维大涡模拟研究,计算所得翼型表面时均压力系数分布与文献中实验结果符合较好,使数值算法和计算程序的可用性得到验证.大涡模拟获得了叶栅流道内瞬态流场的细节特征,体现了高分辨率格式捕捉精细流动结构的能力.本文工作为针对叶轮机械复杂可压缩内流问题进行更深入的高精度LES研究奠定了基础.
关键词:
大涡模拟
,
WENO格式
,
AUSM格式
,
平面叶栅
顾忠华
,
冯国泰
,
王松涛
,
王仲奇
工程热物理学报
本文采用数值模拟的方法,对某型涡轮动叶,计算了±10°、±5°、0°、15°、20°七种倾角下的动叶流场,流场模拟的结果表明,采用正弯叶栅能够减少二次流损失,使总损失与常规动叶相比下降了约10%,并加强了下通道涡,上通道涡减弱.
关键词:
涡轮
,
动叶
,
弯叶片
,
数值模拟
