多级叶栅间相互干涉的三维定常数值模拟

发布时间：2022-04-19 18:47

　　对旋轴流通风机是叶轮机械中较为特殊的一种设计方案,其特殊的动/动叶栅级的内流结构更具研究性。上世纪九十年代以来,国内对于对旋轴流通风机的研究十分活跃,研究的重点主要为新型高效率、低噪音对旋通风机产品的研制、优化设计及流场计算与分析等。但气动优化分析及设计大多只是在孤立的叶栅排上进行,且对两级叶轮间的气动干涉影响未深入探讨,同时也缺少对整机性能的预测。随着计算流体力学的快速发展,使得整机性能的内流分析与优化成为可能。本文通过采用CFD方法对对旋轴流通风机内流场进行数值模拟分析,重点探讨数值模拟的分析过程、处理方法以及两级叶栅间的干涉作用,旨在为对旋轴流通风机的优化设计提供理论依据和一些可行方案。本文结合对旋轴流通风机的结构特点,以对旋轴流通风机基元级的速度三角形为基础进行气动分析,提出了一种对旋轴流通风机的基本设计思路,并给出了基于Fluent技术的对旋风机优化设计的技术流程。CFD 分析使用FLUENT 商业软件,控制方程基于求解三维雷诺平均守恒型定常Navier-Stokes 方程,选用Realizable k ?ε两方程湍流模型,使用连续界面法作为对旋级叶排间干涉面的数据处理方法,... 

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 多级叶排间的干涉研究现状
    1.3 对旋风机的国内外研究进展
    1.4 本文的主要工作
2 对旋风机的数值计算方法
    2.1 基本控制方程
    2.2 湍流模型
    2.3 初始流场与边界条件
    2.4 近壁区的流动计算
    2.5 离散方法与格式
    2.6 界面参数传递方式
    2.7 本章小结
3 对旋风机的两级特征及设计方法
    3.1 对旋风机典型基元级分析
    3.2 对旋风机基本设计思路
    3.3 基于FLUENT 对旋风机优化设计的技术流程
    3.4 本章小结
4 对旋风机性能的CFD 预测
    4.1 对旋风机流场的模拟过程
    4.2 数值模拟结果与讨论
    4.3 本章小结
5 对旋风机两级干涉分析
    5.1 尾迹的内流特性研究
    5.2 S1 流面的两级干涉内流特性
    5.3 S3 流面的两级干涉内流特性
    5.4 前级叶轮尾迹的量级分析
    5.5 本章小结
6 对旋风机两级叶轮匹配分析
    6.1 轴间间隙对对旋级的影响
    6.2 变转速比对对旋级的影响
    6.3 本章小结
7 全文总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 工作展望
致谢
参考文献
附录 作者在攻读硕士学位期间发表论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]后置导叶式轴流通风机内部流场数值模拟及性能预测[J]. 肖朋,王军.  风机技术. 2005(04)
[2]轴向间距变化对轴流压气机全流量特性的影响[J]. 李传鹏,胡骏,张燎原,王英锋.  推进技术. 2004(06)
[3]对旋式轴流泵全流道三维非定常紊流场的数值模拟[J]. 王德军,周惠忠,黄志勇,吴玉林.  工程力学. 2004(03)
[4]对旋式通风机两级叶轮最佳流动匹配条件的探讨[J]. 王晓林.  矿业安全与环保. 2003(05)
[5]对旋式轴流通风机新设计方法的提出[J]. 袁莉,柴光远.  煤矿机械. 2003(07)
[6]对旋轴流风机非定常流场数值模拟[J]. 李秋实,陆亚钧,李玲.  北京航空航天大学学报. 2002(06)
[7]对旋轴流风机的稳态流场数值模拟[J]. 李秋实,陆亚钧,李玲.  北京航空航天大学学报. 2002(05)
[8]0.66m直径对旋式轴流风机的设计和性能估算[J]. 王振羽.  流体力学实验与测量. 2001(04)
[9]对旋风机对旋叶轮级间流场的实验研究[J]. 朱巍,李秋实,范洪涛,陆亚钧.  航空动力学报. 2001(02)
[10]对旋轴流压缩系统的增压扩稳途径实验分析[J]. 李秋实,陆亚钧,于清.  北京航空航天大学学报. 2000(06)



本文编号：3646438