径流式叶轮机械三维复杂流动的数值研究

发布时间：2020-04-13 01:46

【摘要】：近年来,叶轮-蜗壳复杂几何体的耦合计算问题已经逐步成为叶轮机械气体动力学领域研究的热点问题之一。与轴流式叶轮机械相比,径流式叶轮机械内部的流动更为复杂,亟待解决的问题更多。本文以某含斜流叶轮与蜗壳一体的斜流式风机进行整机计算,应用适合于叶轮机械内部复杂流动求解的有效数值模拟工具,选用实用的湍流模型,对径流式叶轮机械内部三维复杂流动进行系统深入的研究分析,开展了以下几个方面的工作: 给出了相对坐标系下三维流场Navier-Stokes控制方程组,介绍空间、时间离散形式及求解方法;阐述了代数模型和标准κ-ε湍流模型的构造形式;对多重网格法、隐式残差光顺等加速收敛方法进行了介绍。并以LSCC试验离心叶轮作为研究对象,对Baldwin-Lomax代数模型和标准κ-ε湍流模型进行了考核,与试验数据进行了详尽的对比,比较了两种湍流模型在同一网格下的计算精度与收敛速度;以代数模型为对象,对LSCC叶轮内部二次流进行了初步探讨,对进一步的二次流研究具有指导意义。 以某后置蜗壳斜流式风机为研究对象,进行整机计算并通过对内部流场作详尽分析,得出其内部复杂流动的基本流动规律,表明整机计算明显优于传统的单叶轮计算,并指出影响效率的主要原因是其内部复杂的二次流结构,为后续的优化工作打下坚实的基础。
【图文】：

流动二次流结构。3.2LSCC叶轮简介Lsee(TheNASALow一SpeedCentriufgalCompresso，r如图3一1)是美国航空航天局(NASA)Lewsi研究中心为进行叶轮机械基础研究专门设计的低速大尺度离心压气机装置，其设计目的是在大尺度离心叶轮内复现高速亚音离心叶轮内复杂的流动现象，以便于实验测量，从而研究这些复杂流动现象的机理。LSCC叶轮为半开式后弯叶轮，共有20个长叶片，，出口角为550(与径向夹角)，进口直径为870mm，进口叶片高度为218mm，出口直径1524mm

流动二次流结构。3.2LSCC叶轮简介Lsee(TheNASALow一SpeedCentriufgalCompresso，r如图3一1)是美国航空航天局(NASA)Lewsi研究中心为进行叶轮机械基础研究专门设计的低速大尺度离心压气机装置，其设计目的是在大尺度离心叶轮内复现高速亚音离心叶轮内复杂的流动现象，以便于实验测量，从而研究这些复杂流动现象的机理。LSCC叶轮为半开式后弯叶轮，共有20个长叶片，出口角为550(与径向夹角)，进口直径为870mm，进口叶片高度为218mm，出口直径1524mm
【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH122

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本文编号：2625435