湍流边界层厚度对三维空腔流动的影响 被引量：18

1

作者 刘俊 杨党国 +1 位作者 王显圣 罗新福 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期475-483,共9页

采用脱体涡模拟(DES)方法开展了不同湍流边界层厚度(TTBL)下的三维空腔非定常流动数值计算。空腔长、宽、深比例为5∶1∶1,来流马赫数为0.85,雷诺数为13.47×106 m-1,各工况湍流边界层厚度比值为1∶2∶4∶8。研究结果表明,湍流边界... 采用脱体涡模拟(DES)方法开展了不同湍流边界层厚度(TTBL)下的三维空腔非定常流动数值计算。空腔长、宽、深比例为5∶1∶1,来流马赫数为0.85,雷诺数为13.47×106 m-1,各工况湍流边界层厚度比值为1∶2∶4∶8。研究结果表明,湍流边界层厚度对自由剪切层的发展、空腔底部静态压力分布、脉动压力及空腔流动类型均有重要影响,且随着边界层厚度的增大,下游剪切层覆盖的范围会增大,但是剪切层增长率降低;空腔前后静态压力压差减小、压力梯度下降;腔内局部测点的脉动压力声压级下降,各阶声压峰值频率向低频方向偏移;空腔流动类型往开式流动方向转换。 展开更多

关键词 脱体涡模拟 湍流边界层厚度 三维空腔 非定常流动 流动类型

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运用三维动网格技术模拟计算离心泵非定常流动 被引量：14

2

作者 黄思 杨富翔 +1 位作者 郭京 区国惟 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第24期33-36,共4页

运用三维动网格技术,对离心泵非定常流场进行数值模拟。使用Fluent流动软件的Profile文件定义叶轮计算域边界面的转向和转速,将所有计算域设在同一个惯性系中。采用弹簧光滑法、动态分层法及局部网格重构法3种方式实现计算域网格变形。... 运用三维动网格技术,对离心泵非定常流场进行数值模拟。使用Fluent流动软件的Profile文件定义叶轮计算域边界面的转向和转速,将所有计算域设在同一个惯性系中。采用弹簧光滑法、动态分层法及局部网格重构法3种方式实现计算域网格变形。在同样的计算模型、计算网格、初始条件、边界条件及软件设置条件下,将动网格与传统的滑移网格计算结果进行了对比。计算结果显示:在经历约5个叶轮旋转周期后,两种计算网格数值结果趋于一致,但动网格的迭代速度几乎是滑移网格迭代速度的3倍。原因是动网格计算仅在一个惯性系中进行,新旧网格节点的拓扑关系保证了良好的计算精度和时间上的连惯性;而滑移网格计算因多参考系之间的数据对接影响了时间上的连贯性、降低了迭代速度。研究表明采用动网格技术可实现水泵的三维非定常流场数值模拟,具有较强的通用性和广阔的应用前景。 展开更多

关键词 三维动网格 离心泵 非定常流场 数值模拟

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三维波动板加速运动的推进性能研究 被引量：5

3

作者 童秉纲 王安平 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1991年第3期285-293,共9页

本文基于非惯性系中的线性非定常势流理论,利用非定常涡环面元法在时域内分步求解了三维波动板沿直线作加速运动时的绕流问题,讨论了波板的推进性能与波动的无量纲相速度、展弦比和运动加速度等因素的关系,以此模拟鱼类加速平游状况。

关键词 流体力学 三维 非定常流 线性势流

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带尾翼水下航行体超空泡流数值模拟研究 被引量：4

4

作者 熊天红 张木 +1 位作者 易文俊 王中原 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2013年第4期43-47,共5页

基于PISO算法和VOF方法,引入空化模型模拟气液两相间的相变过程,采用有限体积法离散N-S方程,对带尾翼水下航行体超空泡流进行了三维非定常数值模拟研究。计算了超空泡特征外形轮廓,并将数值计算结果拟合与经验公式对比,两者一致性较好... 基于PISO算法和VOF方法,引入空化模型模拟气液两相间的相变过程,采用有限体积法离散N-S方程,对带尾翼水下航行体超空泡流进行了三维非定常数值模拟研究。计算了超空泡特征外形轮廓,并将数值计算结果拟合与经验公式对比,两者一致性较好。在此基础上,分析了空化数、尾翼结构对水下航行体超空泡形态特性的影响。研究结果表明,小空化数下,尾翼结构对超空泡形态影响不大,随着空化数的增大,航行体表面形成双空泡形态,容易导致航行体的失稳。所得结果为深入研究带尾翼水下航行体的运动稳定性、超空泡减阻特性等问题提供理论参考。 展开更多

关键词 尾翼航行体 空泡形态 三维非定常流动

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压气机线性振荡叶栅气弹试验研究(二)：叶尖间隙的影响 被引量：4

5

作者 杨慧 何力 王延荣 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期804-810,共7页

为了加强对叶轮机三维气动弹性机理的理解,为数值模拟方法提供试验验证数据,开展了压气机线性叶栅气动弹性试验研究。本研究分为2个部分,第1部分研究压气机线性振荡叶栅的气弹稳定性,本文为第2部分,重点辨别叶尖间隙对压气机叶片气弹稳... 为了加强对叶轮机三维气动弹性机理的理解,为数值模拟方法提供试验验证数据,开展了压气机线性叶栅气动弹性试验研究。本研究分为2个部分,第1部分研究压气机线性振荡叶栅的气弹稳定性,本文为第2部分,重点辨别叶尖间隙对压气机叶片气弹稳定性的影响。试验结果表明随着叶尖间隙的增加,间隙流对振动叶片有失稳影响,其影响范围几乎遍及整个叶高,这与非定常气动的瞬时径向相互作用的结论是一致的。这种失稳效应与叶片间相位角对叶栅气弹稳定性的影响不耦合。间隙流在叶栅稳定性最差时影响最显著。详细的非定常压力试验结果表明,随着叶尖间隙的增加,叶片表面非定常压力幅值减小区域与间隙流造成的卸载区域相对应。由试验结果可以推断,不考虑叶尖间隙的数值模型可能会给出过稳定的叶片颤振预测。 展开更多

关键词 航空、航天推进系统 流体-固体耦合振动 影响系数法 叶尖间隙 气动阻尼 三维非定常流 压气机振荡叶栅

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运用三维动网格技术模拟计算旋喷泵的非定常流动 被引量：3

6

作者 黄思 郭京 +1 位作者 张建可 杨富翔 《中国农村水利水电》 北大核心 2014年第4期112-115,共4页

运用三维动网格技术,对旋喷泵非定常流场进行数值模拟。使用Fluent流动软件的Profile文件定义旋转计算域边界面的转向和转速,将所有计算域设在同一个参考系中。采用弹簧光滑法、动态分层法及局部网格重构法等3种方式实现计算域网格变形... 运用三维动网格技术,对旋喷泵非定常流场进行数值模拟。使用Fluent流动软件的Profile文件定义旋转计算域边界面的转向和转速,将所有计算域设在同一个参考系中。采用弹簧光滑法、动态分层法及局部网格重构法等3种方式实现计算域网格变形。非定常计算得到了旋喷泵的流速、压力、出口流量及转子径向力等随时间的变化结果。计算显示:在经历了一段转子启动时间后,旋喷泵出口流量趋于平稳并随时间作规则的周期脉动,脉动频率与转子的叶片数相对应;转子所受的径向力方向是由轴心指向集流管的背流一侧。旋喷泵转子所受径向力的脉动幅度较大,转子腔内液流与集流管的动静干扰现象不容忽视。本研究表明采用动网格技术可实现旋喷泵的三维非定常流场数值模拟并具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 三维动网格 旋喷泵 非定常流场 数值模拟

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针对高阶DG数值格式的非定常流场预测建模

7

作者 丁子元 安慰 +1 位作者 刘学军 吕宏强 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期51-63,共13页

高阶间断伽辽金方法作为一种数值求解方法,具备精度高和适用于复杂外形等特点,同时由于其良好的色散以及耗散特性,非常适用于隐式大涡模拟。然而在求解非定常流场时,通常需要计算很长的时长,如何降低计算代价仍然是一个挑战。针对这一问... 高阶间断伽辽金方法作为一种数值求解方法,具备精度高和适用于复杂外形等特点,同时由于其良好的色散以及耗散特性,非常适用于隐式大涡模拟。然而在求解非定常流场时,通常需要计算很长的时长,如何降低计算代价仍然是一个挑战。针对这一问题,提出了一种由三维卷积、二维残差网络和注意力机制组成的深度神经网络,该网络能够从数据中捕捉隐含的流场时空特征。对不同雷诺数下的圆柱绕流进行数值模拟得到用于训练的数据集,将训练完成后的网络用于预测未来时间段的流场原始数据,实验结果显示深度神经网络对圆柱绕流实验数据具备良好的建模能力,用该深度神经网络预测的流场与直接用CFD求解器计算出的结果高度一致。 展开更多

关键词 深度学习 三维卷积 残差网络 注意力机制 高阶间断伽辽金方法 非定常流场预测

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摆线桨非定常动态失速的三维效应

8

作者 曾嘉楠 朱清华 +3 位作者 申遂愿 陈建炜 王坤 丁正原 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2599-2607,共9页

对摆线桨三维全尺寸模型进行了非定常数值模拟。验证了两种嵌套网格方法的可靠性与适用性,针对二维/三维情况下摆线桨非定常涡流动特性及诱导分离特性开展了数值分析,重点研究了展向气动力随方位角的分布与全局流场的诱导速度分布,并分... 对摆线桨三维全尺寸模型进行了非定常数值模拟。验证了两种嵌套网格方法的可靠性与适用性,针对二维/三维情况下摆线桨非定常涡流动特性及诱导分离特性开展了数值分析,重点研究了展向气动力随方位角的分布与全局流场的诱导速度分布,并分析了尾迹捕捉精度与涡量耗散特征。结果表明:受摆线桨切向速度、展向诱导速度等三维效应影响,两种计算结果的瞬态气动力极值差值达到44%。三维动态失速涡的产生、脱落与再附明显弱于二维翼型情况,这对于摆线桨非定常气动特性有较大影响。 展开更多

关键词 运动嵌套网格 三维非定常效应 气动特性 摆线桨流场 动态失速

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迷宫气封三维非定常流场及转子动特性数值仿真 被引量：21

9

作者 李雪松 黄典贵 +1 位作者 李久华 徐建中 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期136-140,共5页

通过计算流体力学方法,采用近似的解析变换网格,以及混合有限分析格式,对迷宫气封流场进行三维非定常数值求解,进而求得密封气流对转子的气流激振力,获得转子的动特性系数。将计算结果与试验结果以及双控制体计算结果相比较,结果令人满... 通过计算流体力学方法,采用近似的解析变换网格,以及混合有限分析格式,对迷宫气封流场进行三维非定常数值求解,进而求得密封气流对转子的气流激振力,获得转子的动特性系数。将计算结果与试验结果以及双控制体计算结果相比较,结果令人满意,说明了该计算程序是正确可靠的。该方法精度较高,适用范围广,可以应用于各种复杂的涡动情况及各种齿型,对气封转子的深入研究有重要意义。计算结果还显示了主刚度、主阻尼对气流进口周向速度不敏感,而交叉刚度对气流进口周向速度非常敏感。由于交叉刚度对转子的稳定性影响相当大,这一点是值得注意和利用的。 展开更多

关键词 迷宫气封 转子动特性 三维非定常流 计算流体力学 汽轮发电机

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高速泵内三维非定常动静干扰流动计算 被引量：20

10

作者 徐朝晖 吴玉林 +2 位作者 陈乃祥 刘宇 张梁 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期1-4,共4页

利用三维Navier-Stokes方程和RNG湍流模型,并在转动部件与静止部件间采用滑移网格技术建立交互界面,对高速泵内多级动静干扰引起的三维非定常湍流进行了计算,得到了旋转叶轮与固定导叶间的流体的紊流特征。

关键词 三维非定常湍流 动静干扰 高速泵 滑移网格技术 流体机械

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高速泵内三维非定常湍流激振计算 被引量：9

11

作者 徐朝晖 吴玉林 +3 位作者 陈乃祥 刘宇 张梁 吴玉珍 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期1428-1431,共4页

针对某一高速泵系统的诱导轮叶片在实际运行时出现裂纹断裂现象,利用三维Navier-Stokes方程和RNG湍流模型,并在转动部件与静止部件间采用滑移网格技术建立交互界面,对高速泵内多级动静干扰引起的三维非定常湍流进行了计算,得到了诱导轮... 针对某一高速泵系统的诱导轮叶片在实际运行时出现裂纹断裂现象,利用三维Navier-Stokes方程和RNG湍流模型,并在转动部件与静止部件间采用滑移网格技术建立交互界面,对高速泵内多级动静干扰引起的三维非定常湍流进行了计算,得到了诱导轮内部流体压力脉动的主要特征。计算结果表明,诱导轮全流道内流体压力脉动的频率成分一致,在某一转速范围内出现与叶片固有频率接近的频率成分,它是造成诱导轮叶片出现裂纹的主要原因。说明利用滑移网格技术及RNG湍流模型,可以模拟三维非定常湍流的激振问题。 展开更多

关键词 高速泵 三维非定常湍流 动静干扰 叶片裂纹 激振 数值计算 流体机械

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太浦河泵站斜15°轴伸泵水力动态力分析 被引量：9

12

作者 胡德义 王为人 +2 位作者 李庆生 王正伟 邱华 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期81-87,共7页

太浦河泵站选用斜 1 5°轴伸式轴流泵 (以下简称斜 1 5°轴伸泵 ) ,为特低扬程、大流量的水泵。它具有叶轮直径大、水泵装置流态复杂、水泵轴承受力大等特点。本文针对太浦河泵站斜 1 5°轴伸泵 ,进行了水泵装置从吸入口至... 太浦河泵站选用斜 1 5°轴伸式轴流泵 (以下简称斜 1 5°轴伸泵 ) ,为特低扬程、大流量的水泵。它具有叶轮直径大、水泵装置流态复杂、水泵轴承受力大等特点。本文针对太浦河泵站斜 1 5°轴伸泵 ,进行了水泵装置从吸入口至出口包括叶片、导叶、弯管段等在内的整体三维粘性流动分析 ,得到了流道内部不同工况下的流动特性如压力、速度分布规律及泵特性曲线 ,以及流道内部的旋涡分布和水力损失情况。同时进行了导叶和叶轮流动动静干涉引起的三维不稳定流动分析 ,得到了叶轮在不同工况下受到的轴向水推力及径向水推力在旋转过程中的变化规律 ,从而为轴承设计提供了比较准确的受力条件。该项研究对其它斜式泵的内部流态及受力分析也是一个很好的借鉴。 展开更多

关键词 太浦河泵站 斜式轴流泵 三维不稳定流场 水力动态力

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黏性彻体力建模方法及其应用 被引量：4

13

作者 刘超 宁方飞 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期128-135,共8页

研究了将Navier-Stokes方程中黏性项简化为黏性彻体力的建模方法,并将该模型加入已有的计算流体力学(CFD)程序中,实现了用三维欧拉方程加黏性彻体力模型快速模拟叶轮机三维非定常流动的方法.使用该方法对进气周向总压畸变条件下的某双... 研究了将Navier-Stokes方程中黏性项简化为黏性彻体力的建模方法,并将该模型加入已有的计算流体力学(CFD)程序中,实现了用三维欧拉方程加黏性彻体力模型快速模拟叶轮机三维非定常流动的方法.使用该方法对进气周向总压畸变条件下的某双级压气机非定常流场进行了模拟,并与雷诺平均的Navier-Stokes(RANS)程序的计算结果进行了对比,结果表明,基于黏性彻体力模型的方法能以很少的计算资源给出与RANS模拟基本相当的计算结果. 展开更多

关键词 黏性彻体力模型 进气畸变 三维非定常流 多级压气机 压气机稳定性

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真空吸入式风洞三维非定常流场时空特性

14

作者 刘艳欣 朱乐乐 +2 位作者 陆文斌 钱海玥 刘越 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期105-113,共9页

为了给真空吸入式风洞的气动优化设计提供参考,应用空气动力学知识和风洞理论,基于Fluent仿真平台,采用计算流体力学(CFD)有限元体积法求解雷诺时均方程(RANS),研究三维非定常流场的时空特性及其演化规律。通过建立收缩段和真空罐的数... 为了给真空吸入式风洞的气动优化设计提供参考,应用空气动力学知识和风洞理论,基于Fluent仿真平台,采用计算流体力学(CFD)有限元体积法求解雷诺时均方程(RANS),研究三维非定常流场的时空特性及其演化规律。通过建立收缩段和真空罐的数学模型,确定其特征参数;应用空气动力学知识,抽象流体的边界条件,构建全尺寸三维流体计算域;采用流体力学数值模拟方法,利用试验验证算法的置信度,并进行数值模拟。结果表明,当真空罐容积为2000 m^(3),真空度为3 kPa时可以较好地模拟悬挂发射装置在空中挂飞和投放瞬间的气动载荷。在试验段流场的核心区,其流场品质较好,可以提供0.80 Ma且至少1 s的稳定流场,满足0.40~0.80 Ma且维持至少500 ms稳定流场的设计要求。该研究结论可以为真空吸入式风洞的设计提供理论基础。 展开更多

关键词 真空吸入式风洞 计算流体力学 三维非定常流场 数值模拟 流场品质 时空特性

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宽尾墩消力池非恒定流动水压强特性数值模拟 被引量：4

15

作者 邱春 刘承兰 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期721-725,共5页

采用RNGk-ε紊流模型结合动网格技术对某工程Y型宽尾墩泄洪表孔弧形闸门开启过程进行了三维动态数值模拟研究。分析了闸门开启总时间、堰顶水头及下游初始尾水深对反弧及消力池压强的影响;定义了闸后水流的三种流态;分析了反弧及消力池... 采用RNGk-ε紊流模型结合动网格技术对某工程Y型宽尾墩泄洪表孔弧形闸门开启过程进行了三维动态数值模拟研究。分析了闸门开启总时间、堰顶水头及下游初始尾水深对反弧及消力池压强的影响;定义了闸后水流的三种流态;分析了反弧及消力池三个区域压强特性。研究表明,闸门开启总时间越小,闸后水流滞后越明显,冲击区滞后最大压强越大;闸门开启过程中,冲击区最大压强与堰顶水头近似成线性关系;且其与调节区平均压强差随着下游尾水深度的增加而迅速减小。部分结果与试验数据吻合良好,说明数值方法是可靠的,可为水工闸门的合理运行提供借鉴。 展开更多

关键词 三维动态数值模拟 开启过程 非恒定流 动网格 弧形闸门 消力池

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矿井涌水量预测三维数值模拟 被引量：4

16

作者 马青山 骆祖江 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2015年第2期236-241,共6页

为了准确预测矿井涌水量,保障煤矿安全生产,以鄂尔多斯巴彦淖井田为例,采用地下水三维数值模拟理论和方法,通过对研究区水文地质模型的概化,建立了巴彦淖井田矿井涌水量预测的地下水三维非稳定流数值模拟模型,并结合矿井生产进度,以工... 为了准确预测矿井涌水量,保障煤矿安全生产,以鄂尔多斯巴彦淖井田为例,采用地下水三维数值模拟理论和方法,通过对研究区水文地质模型的概化,建立了巴彦淖井田矿井涌水量预测的地下水三维非稳定流数值模拟模型,并结合矿井生产进度,以工作面月回采进度为单位,模拟预测了丰水期和平水期两种情况下,各工作面不同进度期地下水位分别疏降至2煤层底时的涌水量。结果表明:在前10个进度期内,工作面最大涌水量为1 328 m3·h-1,正常涌水量为1 134m3·h-1.实践证明:该方法不但能正确刻画矿井水文地质条件,而且还能将矿井涌水量预测和矿井生产进度紧密结合起来,具有较高的精度。 展开更多

关键词 工作面 涌水量 三维非稳定流数值模型

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水工建筑物及水利机械上脉动压力的分析方法综述 被引量：1

17

作者 董春亮 《西部探矿工程》 CAS 2006年第9期206-208,共3页

综述了水工建筑物及水利机械上脉动压力的五种分析方法:概率和随机过程法;时空相关法;数据拟合法;根据实验测点数据分布假设法;流体力学方法。

关键词 随机过程 脉动压力 谱密度 时空相关 水流环量 三维非定常湍流

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混流式水轮机三维非定常湍流计算 被引量：13

18

作者 刘宇 杨建明 +1 位作者 戴江 吴玉林 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期102-105,共4页

本文完成了混流式模型水轮机全流道的三维非定常湍流计算。以N S方程为基础 ,补充以湍流模型并通过有限体积对控制方程进行离散 ;数值求解采用SIMPLEC算法 ;分别对标准k ε湍流模型和重整化群 (RNG)k

关键词 动力机械工程 稳定性能预估 三维湍流计算 混流式水轮机 非稳定流

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聚合物多相分层充模流动成型的界面不稳定形成的数值分析 被引量：11

19

作者 周国发 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期1173-1178,共6页

基于聚合物多组分成型技术的工程背景建立了全三维非稳态非等温多相分层充模流动的理论模型 ,提出了求解理论模型的稳定高效的数值算法 ,通过数值模拟给出了不同流变性能参数、过程条件下聚合物多相分层充模流动成型过程的界面不稳定形... 基于聚合物多组分成型技术的工程背景建立了全三维非稳态非等温多相分层充模流动的理论模型 ,提出了求解理论模型的稳定高效的数值算法 ,通过数值模拟给出了不同流变性能参数、过程条件下聚合物多相分层充模流动成型过程的界面不稳定形成过程和不稳定界面形貌的定量对比 ,在此基础上通过理论分析 ,揭示了界面不稳定的产生机理 ,并研究了流变性能参数和过程条件对分层界面形貌和界面不稳定影响的规律 .模拟研究表明 ,模拟结果与Mohammad等的实验研究结论相吻合 . 展开更多

关键词 多相分层流动 数值模拟 界面不稳定 多组分狂舸成型

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汽轮机末级三维非定常流动数值模拟 被引量：8

20

作者 綦蕾 郑宁 程洪贵 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期206-211,共6页

空冷汽轮机组采用空气作为冷却介质 ,是一种典型的变工况运行机组 .深入了解透平叶片在设计状态和高背压条件下的非定常流动机理 ,能更好设计空冷汽轮机以及提高叶轮机械的性能和稳定性 .主要利用三维粘性非定常数值模拟的方法对设计状... 空冷汽轮机组采用空气作为冷却介质 ,是一种典型的变工况运行机组 .深入了解透平叶片在设计状态和高背压条件下的非定常流动机理 ,能更好设计空冷汽轮机以及提高叶轮机械的性能和稳定性 .主要利用三维粘性非定常数值模拟的方法对设计状态和高背压条件下透平叶片内部的流动进行模拟 ,并分析了设计状态和高背压条件下非定常流动机理 .结果表明 ,在设计状态动静干涉作用是导致非定常现象产生的主要原因 ;在高背压条件下动静干涉作用很弱 ,导致非定常现象不明显 . 展开更多

关键词 透平 非定常流动 动静干涉

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