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极限条件下的大角度扩散段优化设计数值模拟

发布时间:2018-08-05 09:17
【摘要】:为提升某低速风洞大角度扩散段静压恢复性能,降低总压损失至分流隔板的水平,采用计算流体动力学(CFD)方法对该扩散段不同设计方案进行了模拟.采用阻尼网能有效抑制分离,阻尼网布置位置和开孔率对大角度扩散段内的流动状态和总压损失有很大影响.使用直线壁面扩散时,由于扩散角过大,第1层阻尼网对抑制大角度扩散段入口分离效果很弱,总压损失无法达到预期设定指标.采用三次曲线壁面扩散时,总压损失明显降低,小于预期指标,但存在小范围的分离.分级扩散能有效降低总压损失,按照最大静压恢复设计的分级扩散段,避免了入口的气流分离,能大幅度降低总压损失.对分级扩散的进一步研究表明,按照最大静压恢复设计的第1级扩散段扩散角已达到上限,为抑制第3级扩散段的分离,缩短第2级扩散段,减小第3级扩散段扩散角的方法是合理的.通过对不同方案流态的比较得出了最佳的参数匹配,总压损失指标达到了设计要求.因此采用数值模拟能够获得最佳的大角度扩散段设计结果.
[Abstract]:In order to improve the static pressure recovery performance of a large angle diffusion section in a low speed wind tunnel and to reduce the total pressure loss to the level of shunt separator, the different design schemes of the diffusion section were simulated by computational fluid dynamics (CFD) method. The separation can be effectively restrained by using damping mesh. The location of damping mesh and the opening rate have great influence on the flow state and total pressure loss in the large angle diffusion section. In the case of linear wall diffusion, because the diffusion angle is too large, the separation effect of the first layer damping net on the inlet of the large angle diffusion section is very weak, and the total pressure loss can not reach the expected set target. When the cubic curve is used for wall diffusion, the total pressure loss is obviously reduced, which is smaller than the expected index, but there is a small range of separation. The stepwise diffusion can effectively reduce the total pressure loss. The step diffusion section designed according to the maximum static pressure recovery avoids the flow separation at the inlet and can greatly reduce the total pressure loss. Further study on the stepwise diffusion shows that the diffusion angle of the first stage according to the maximum static pressure recovery design has reached the upper limit. In order to restrain the separation of the third stage of diffusion and shorten the second stage of diffusion, The method of reducing the diffusion angle of the third stage diffusion section is reasonable. The optimum parameter matching is obtained by comparing the flow patterns of different schemes, and the total pressure loss index meets the design requirements. Therefore, the optimal design results of large angle diffusion section can be obtained by numerical simulation.
【作者单位】: 中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室;中国空气动力研究与发展中心设备设计及测试技术研究所;
【基金】:空气动力学国家重点实验室基金(SKLA2013A0208)
【分类号】:V211.74

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本文编号:2165336

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