王强
,
董平
,
姜澎
,
冯国泰
,
王仲奇
工程热物理学报
温度场计算的准确性对气冷涡轮的设计影响极大.实际的气冷涡轮在运行状态下,存在多种物理现象:冷气带来的燃气组分变化、湍流、转捩、温度边界层的发展变化、热辐射等.而在数值计算中,计算结果也要受到网格质量的影响.采用自编程序、商业CFD软件对某两级气冷涡轮、C3X以及MARK Ⅱ叶片进行计算,分别描述冷气组分变化、计算网格、湍流模型以及转捩温度场模拟精度的影响;同时定性分析温度边界层复合性质与辐射换热对温度计算的影响.得出在气热耦合计算中,考虑上述因素的影响是很有必要的.
关键词:
气热耦合
,
计算精度
,
转捩
,
冷气掺混
叶建
,
邹正平
工程热物理学报
本文采用有限体积法,发展了适合复杂几何边界条件的可压缩流动大涡模拟程序,通过对槽道湍流的计算,验证了程序的可靠性.对低雷诺数、逆压梯度环境中的层流分离泡转捩现象进行了数值模拟,分析了其统计特性及大尺度相干结构的演化规律.初步的结果表明:大涡模拟可以很好地处理层流分离泡转捩问题,既能给出满意的统计平均结果,又可以通过相干结构的演化细致描述分离泡转捩的动力学过程.
关键词:
层流分离泡
,
转捩
,
大涡模拟
,
低雷诺数
王明杰
,
雷志军
,
朱俊强
工程热物理学报
本文利用新式的表面热膜系统测量了一组大转折角压气机叶片吸力面附面层的准剪切力分布,系统地研究了不同雷诺数下叶片吸力面边界层的自然转捩过程.试验结果表明:低湍流密度下,转捩区域并不随着雷诺数的改变而变化,雷诺数在3.4×104到8.4×104的范围内,下边界层都是从距离叶片前缘点约40%弦长位置处开始转捩,转捩完成区域位于距离尾缘约30%弦长位置.
关键词:
表面热膜
,
Re数
,
转捩
,
试验研究
林立
,
任静
,
蒋洪德
工程热物理学报
燃气轮机内部通流冷却叶片的流动传热特性对于燃机的整体效率有着重要的影响,而叶片表面的转捩流场一直是阻碍对叶片冷却性能进行精确分析的主要因素.本文采用SST湍流模型及γ-Re_θ转捩模型对MARK Ⅱ叶型进行数值模拟,通过分析叶栅通道内传热特性以考察该转捩模型的适应性,肯定了该转捩模型对于湍流边界层发生位置判断的正确性,以及对转捩发生点上游叶片表面温度变化趋势的预测的正确性.同时本文指出γ-Re_θ转捩模型与湍流模型结合时可能存在对湍动能过渡抑制的问题,有待进一步研究.
关键词:
转捩
,
燃气轮机
,
耦合传热
,
内部通流冷却
,
数值模拟
陈默
,
刘红
,
袁新
工程热物理学报
本实验在风力机叶片叶型表面头部加入平均质量流量为零的一定频率的振荡射流.PIV(Particle Image Velocimetry)实验手段显示出叶片上表面速度场.通过对加入振荡射流前后速度场和涡量场的观察与比较,可以发现在振荡射流的作用下,叶片上表面尾端的流动分离发生了再附,转捩点向后推移.通过比较还可以发现在加入特定的频率和强度的振荡射流之下,该效果更加明显.该实验不仅可以证明振荡射流可以提高叶片升力,而且显示了不同频率的射流对流动的影响.
关键词:
振荡射流
,
风力机
,
推迟分离
,
PIV
,
转捩
戴月进
,
张媛媛
,
黄典贵
工程热物理学报
为研究水翼表面粗糙带对空化的抑制效果,在修改的NACA16翼型吸力面施加一粗糙带,对在不同粗糙带条件下翼型的水动力学特性和周围流场进行了数值模拟研究,得到了升阻力系数、吸力面最小压力系数和近壁面湍动能随粗糙带变化的趋势,探讨了水翼表面粗糙带对抑制表面空化的效果。结果表明,随着粗糙带宽度和高度的增大,翼型周围流场的压强显著升高并使吸力面的最低压力高于饱和蒸汽压,从而延缓了初生空化的发生。该结果为认识粗糙带对水翼抗空蚀性能的影响提供了参考。
关键词:
粗糙带
,
流场压强
,
转捩
,
数值模拟
刘火星
,
李凌
,
蒋浩康
,
陈矛章
工程热物理学报
用实验方法研究了二维叶片前缘几何形状对气动性能和转捩的影响.实验是在低速叶栅风洞中完成的.考察了分别装有圆形和椭圆形前缘的一个NACA65叶型前缘附近的流动情况.给出了细致的叶片前缘和分离区内的压力分布情况.结果表明:前缘几何形状对前缘流动、分离和转捩及以后的附面层发展有很大的影响.
关键词:
压气机
,
分离泡
,
转捩
,
前缘形状
颜培刚
,
董平
,
周驰
,
冯国泰
工程热物理学报
应用三阶精度TVD格式和自由型曲面阿格技术,对涡轮内冷叶片进行气热耦合数值模拟.结合商用软件采用多种湍流模型计算方法的结果进行实验验证和对比分析,结果表明,商用软件采用传统湍流模型对温度边界层的模拟是不合理的,采用考虑转捩的湍流模型,调整转捩起始雷诺数,可以较好地模拟温度边界层的热传导.本文对非转捩区边界层温度的计算结果与实验结果吻合较好.
关键词:
涡轮
,
气热耦合
,
转捩
,
数值验证
叶建
,
邹正平
工程热物理学报
本文采用大涡模拟(LES)方法,对低雷诺数条件下周期性尾迹/层流分离泡的相互作用进行了数值模拟.计算域入口尾迹采用独立计算的平面尾迹流给出.对周期性尾迹作用下的层流分离泡进行了统计特性及瞬态流场分析,并与相同条件下的无尾迹流动进行比较.计算结果表明:在尾迹作用下,时均层流分离泡长度明显缩短,分离泡变小;相位平均的分离点/再附点随时间不断变化;从瞬态结果容易看出,尾迹诱导的流向涡结构是导致分离泡提前转捩的主要原因.
关键词:
尾迹
,
层流分离泡
,
大涡模拟
,
低雷诺数
,
转捩
李雪松
,
徐建中
工程热物理学报
了解预测转捩与层流分离泡,对于低压高负荷叶片设计特别重要.为此,采用大涡模拟方法,对典型高负荷叶栅T106进行了模拟.计算描述了层流分离泡,给出了壁面压力、壁面摩擦力系数的分布,从而准确预测了T106压力面上的层流分离、转捩、湍流再附现象.计算同时刻画了层流分离泡的非定常性质,给出了瞬时压力,进行了频谱分析,确定主频为2500 Hz,并观察到了瞬时涡等有意义的现象.计算同时表明二维大涡模拟计算结果可以复现出湍流的许多重要现象并且精度可以满足工程需要.
关键词:
低压高负荷叶栅
,
大涡模拟
,
转捩
,
层流分离泡
