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基于神经网络的激波抖振特征提取与始发预测
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作者 马启悦 高传强 孙健 《航空科学技术》 2024年第7期49-55,共7页
激波抖振是一种由激波-边界层干扰引起的激波自激振荡现象,可能导致结构疲劳破坏,甚至引发飞行安全问题。激波抖振始发边界的准确预测对于运输类飞机的设计具有重要的工程意义。本文建立了一个融入定常流场中特征的神经网络(CFNN)模型,... 激波抖振是一种由激波-边界层干扰引起的激波自激振荡现象,可能导致结构疲劳破坏,甚至引发飞行安全问题。激波抖振始发边界的准确预测对于运输类飞机的设计具有重要的工程意义。本文建立了一个融入定常流场中特征的神经网络(CFNN)模型,实现了对激波抖振始发迎角的准确预测。以NACA0012翼型为研究对象,利用卷积神经网络(CNN)模型提取抖振发生前后定常流场中的特征。随后,将提取的低维特征作为全连接神经网络(FNN)模型的隐含层,用以预测激波抖振的始发迎角。在较高马赫数的泛化预测中,CFNN模型预测的激波抖振始发迎角的平均相对误差,相较未融入特征的全连接神经网络(NN)模型,减小了约70%以上。研究结果表明,从定常流场中提取的低维特征能够辅助预测非定常激波抖振问题的始发迎角,提升神经网络模型的性能。 展开更多
关键词 激波抖振 定常流 特征提取 边界预测 卷积神经网络
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旋翼定常流场的欧拉方程计算 被引量:1
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作者 王立群 乔志德 张茹 《计算物理》 CSCD 北大核心 1997年第6期841-845,共5页
描述了数值计算有升力旋翼的跨声速流场过程。采用有限体积法在桨叶固接坐标系直接求解三维欧拉方程。没有附加任何尾迹模型,给出了粗细网格所对应的浆叶表面压力系数和沿展向升力系数,计算结果与实验数据吻合较好。
关键词 旋翼 欧拉方程 有限体积法 压力系数 定常流
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水泥砂浆包装机中混合料在料仓内自由流动的数值模拟 被引量:1
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作者 马延杰 钱静 《包装与食品机械》 CAS 2008年第4期28-31,共4页
为认知水泥砂浆混合物料靠重力自由流出的流动状态,对包装机出口处料仓内的水泥砂浆混合物的三维定常流场进行了数值模拟。考虑到物料在料仓内流动时是密实状态,因此简化为流体模型进行分析,同时综合考虑了混合物料所受重力和内摩擦力... 为认知水泥砂浆混合物料靠重力自由流出的流动状态,对包装机出口处料仓内的水泥砂浆混合物的三维定常流场进行了数值模拟。考虑到物料在料仓内流动时是密实状态,因此简化为流体模型进行分析,同时综合考虑了混合物料所受重力和内摩擦力对流动性能的影响。模拟结果直观显示了料仓内的速度和流线等特征,研究结果对研究背压式水泥砂浆包装机的设计与改进提供了一定的理论指导。 展开更多
关键词 水泥砂浆 重力流动 定常流 数值模拟
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SiO_2-water纳米流体在不同流场下的质量传递特性
4
作者 张亮 吕继组 +3 位作者 白敏丽 卞永宁 刘浩 王鹏 《热科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期313-319,共7页
在质量传递过程中,工质种类和流场对整个传质过程有着重要的影响。利用实验方法,在定常流场和脉动流场下,对纯净水和SiO2-water纳米流体在波壁管中的流动进行质量传递特性的实验研究。研究发现:在定常流场和脉动流场下,SiO2-water纳米... 在质量传递过程中,工质种类和流场对整个传质过程有着重要的影响。利用实验方法,在定常流场和脉动流场下,对纯净水和SiO2-water纳米流体在波壁管中的流动进行质量传递特性的实验研究。研究发现:在定常流场和脉动流场下,SiO2-water纳米流体的质量传递效果均要好于水;有脉动流场存在时,相同净雷诺数下的质量传递速率比定常流动状态下高很多,表明脉动流场具有更加优越的质量传递特性。 展开更多
关键词 质量传递 定常流 脉动流 波壁管 纳米流体
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循环水槽推进叶轮近场辐射噪声数值模拟
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作者 胡健 陈昉 +1 位作者 张维鹏 郭春雨 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2020年第7期20-27,共8页
为研究大型循环水槽中推进叶轮的辐射噪声特性,建立叶轮和管道的模型并对其进行数值模拟。采用计算流体力学(CFD)方法和滑移网格方法实现推进叶轮旋转,研究定常流场中推进叶轮的水动力和声辐射。在叶轮周围和桨轴后部布置一圈环形测点... 为研究大型循环水槽中推进叶轮的辐射噪声特性,建立叶轮和管道的模型并对其进行数值模拟。采用计算流体力学(CFD)方法和滑移网格方法实现推进叶轮旋转,研究定常流场中推进叶轮的水动力和声辐射。在叶轮周围和桨轴后部布置一圈环形测点和一列轴向测点,监测叶轮径向和轴向各测点处的压力脉动,通过傅里叶变换得到各测点的噪声频谱。结果表明,推进叶轮轮缘处的噪声大致相同,在低频处声压级呈周期性变化,在高频处声压值不断减小,推进叶轮桨轴后的轴向测点声压随着距离的增加而迅速变小。 展开更多
关键词 推进叶轮 水动力 辐射噪声 定常流
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基于非定常流场的离心风机气动噪声分析 被引量:61
6
作者 毛义军 祁大同 刘秋洪 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期989-993,共5页
提出了一种不直接求解声场却能为离心风机降噪提供有用信息的分析方法.首先,利用有限容积法对风机内部的非定常流场进行计算.然后,采用时域和频域分析方法对流场内静压脉动的强度和频率进行分析.最后,根据声学基本理论,判定风机内部主... 提出了一种不直接求解声场却能为离心风机降噪提供有用信息的分析方法.首先,利用有限容积法对风机内部的非定常流场进行计算.然后,采用时域和频域分析方法对流场内静压脉动的强度和频率进行分析.最后,根据声学基本理论,判定风机内部主要气动噪声源的位置及噪声类型.应用该方法对某离心风机进行了计算,并将分析计算结果与该风机的噪声测量结果进行了对比,证明该方法能够有效地判断气动噪声源的位置和噪声类型. 展开更多
关键词 定常流 离心风机 气动噪声
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非定常流场降阶模型及其应用研究进展与展望 被引量:45
7
作者 陈刚 李跃明 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期686-701,共16页
非定常流场模型降阶技术的出现,为CFD/CSD耦合数值模拟方法在工程设计中的广泛应用提供了新机遇.在对非线性系统模型降阶理论与方法进行概述的基础上,全面系统地介绍了非定常流场降阶模型的国内外研究进展.按基于系统辨识的降阶模型和... 非定常流场模型降阶技术的出现,为CFD/CSD耦合数值模拟方法在工程设计中的广泛应用提供了新机遇.在对非线性系统模型降阶理论与方法进行概述的基础上,全面系统地介绍了非定常流场降阶模型的国内外研究进展.按基于系统辨识的降阶模型和基于流场特征结构的降阶模型两大类进行评述,比较了各种降阶模型的优缺点并指出了进一步改进的思路.最后对非定常流场降阶模型的发展趋势和应用前景进行了展望,并指出自适应鲁棒降阶模型是下一代模型降阶技术的发展方向. 展开更多
关键词 定常流 降阶模型 流固耦合 非线性系统
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在尾流激振情况下叶片振动应力预估技术 被引量:33
8
作者 王梅 江和甫 吕文林 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期608-613,共6页
研究了前排静子叶片的尾流对后排转子叶片振动的影响.采用参数多项式方法和振荡流体力学理论,求解静子叶片后的尾流场及尾流场作用下转子叶片通道内的非定常流场.把非定常气动分析给出的压力场,转化为结构动力分析中的载荷压力场形式.... 研究了前排静子叶片的尾流对后排转子叶片振动的影响.采用参数多项式方法和振荡流体力学理论,求解静子叶片后的尾流场及尾流场作用下转子叶片通道内的非定常流场.把非定常气动分析给出的压力场,转化为结构动力分析中的载荷压力场形式.根据试验结果得出响应分析中的阻尼,先求解出各阶谐波作用下转子叶片的响应结果,再把各阶响应结果进行叠加,得到总响应.从流场求解到响应求解,为工程应用初步建立起了一个尾流激振情况下叶片振动应力预估的半经验方法. 展开更多
关键词 航空航天推进系统 尾迹 定常流 振荡流体力学理论 参数多项式方法 傅立叶分解 阻尼 响应 叶片振动
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混流泵内流场压力脉动特性研究 被引量:34
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作者 靳栓宝 王永生 +1 位作者 常书平 苏永生 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期64-68,共5页
基于RANS方程和SST湍流模型,应用SIMPLEC算法,对混流泵内流场进行非定常数值模拟,分析了不同流量工况和不同转速工况时混流泵内4个代表性监测面上压力脉动的时域和频域特性。取非定常计算的功率平均值与试验值对比,证明该数值模型可较... 基于RANS方程和SST湍流模型,应用SIMPLEC算法,对混流泵内流场进行非定常数值模拟,分析了不同流量工况和不同转速工况时混流泵内4个代表性监测面上压力脉动的时域和频域特性。取非定常计算的功率平均值与试验值对比,证明该数值模型可较准确描述泵内流场特征。结果表明:混流泵内最大压力脉动在叶轮进口,从轮毂到轮缘脉动幅值递增;在叶轮进口和叶轮出口压力脉动频率主要为叶轮叶频,而导叶中间和导叶出口压力脉动频率与流量工况相关;偏离最优工况越远脉动越大,偏小流量对叶轮进口压力脉动影响明显;不同转速时最优工况压力脉动频率成分相似,脉动幅值随转速增加而增加。 展开更多
关键词 混流泵 压力脉动 定常流 数值模拟
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基于运动嵌套网格的前飞旋翼绕流N-S方程数值计算 被引量:29
10
作者 杨爱明 乔志德 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期434-436,共3页
通过求解 Navier-Stokes方程数值模拟了直升机旋翼前飞非定常流场。为了模拟包括旋转、周期性变距和周期性挥舞的非定常运动 ,采用了一种能够快速完成重叠网格间流场信息交换的运动嵌套网格方法。空间上采用中心平均的有限体积法进行离... 通过求解 Navier-Stokes方程数值模拟了直升机旋翼前飞非定常流场。为了模拟包括旋转、周期性变距和周期性挥舞的非定常运动 ,采用了一种能够快速完成重叠网格间流场信息交换的运动嵌套网格方法。空间上采用中心平均的有限体积法进行离散 ,时间方向应用含隐式子迭代的双时间法推进求解。为了验证程序的正确性 ,数值计算了一有升力悬停流场 。 展开更多
关键词 旋翼 前飞 Navier-Stokes方程 运动嵌套网格 有限体积法 双时间法 定常流 直升机
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螺旋桨非定常滑流数值模拟 被引量:33
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作者 许和勇 叶正寅 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期148-153,共6页
运用非结构动态嵌套网格技术,通过求解三维非定常Euler方程,对螺旋桨飞机的螺旋桨滑流进行了真实数值模拟.动态嵌套网格方法通过建立运动区子域网格来模拟螺旋桨的旋转运动,静止的机身包含在静止区网格中,有效解决了螺旋桨滑流模拟中的... 运用非结构动态嵌套网格技术,通过求解三维非定常Euler方程,对螺旋桨飞机的螺旋桨滑流进行了真实数值模拟.动态嵌套网格方法通过建立运动区子域网格来模拟螺旋桨的旋转运动,静止的机身包含在静止区网格中,有效解决了螺旋桨滑流模拟中的相对运动问题.采用双时间方法求解控制方程,在每一个物理时间步上运用经典四步Runge-Kutta方法进行迭代计算,得出非定常流场.计算了螺旋桨飞机的螺旋桨拉力系数以及不同工况下的非定常流场,对滑流的影响进行了分析,并和相关实验数据进行了对比,结果比较一致. 展开更多
关键词 嵌套网格 螺旋桨滑流 EULER方程 定常流 数值模拟
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液力透平非定常压力脉动的数值计算与分析 被引量:30
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作者 杨孙圣 孔繁余 +2 位作者 张新鹏 黄志攀 成军 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期67-72,共6页
液力透平内部流场的非定常压力脉动是影响机组运行稳定性的关键因素之一,为了研究液力透平内部压力脉动,采用流场分析软件CFX对液力透平内部流场进行了三维非定常数值模拟,通过设置监测点,得到了不同位置处的压力脉动结果,并对压力脉动... 液力透平内部流场的非定常压力脉动是影响机组运行稳定性的关键因素之一,为了研究液力透平内部压力脉动,采用流场分析软件CFX对液力透平内部流场进行了三维非定常数值模拟,通过设置监测点,得到了不同位置处的压力脉动结果,并对压力脉动进行了频域分析。结果表明,液力透平内部压力沿着流道逐渐减弱;蜗壳环形部分入口位置和割舍处压力脉动较小,割舍前端和蜗壳中部位置处压力脉动较大,压力脉动主频为转频的2倍;叶轮内部的压力脉动在液力透平各过流部件的脉动中最为强烈,最大压力脉动发生在叶轮中间位置,压力脉动主频为叶频的2倍;尾水管内的压力脉动沿着尾水管流道逐渐减弱,压力脉动主频与蜗壳内部的压力脉动主频相同,为转频的2倍。 展开更多
关键词 液力透平 数值方法 模拟 压力脉动 定常流
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悬停状态共轴刚性双旋翼非定常流动干扰机理 被引量:28
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作者 朱正 招启军 李鹏 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期568-578,共11页
基于运动嵌套网格方法,建立了一套适合于悬停状态下共轴刚性双旋翼非定常干扰流场分析的计算流体力学(CFD)方法。首先,基于高效的运动嵌套网格技术,采用积分形式的可压雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程作为双旋翼非定常流场求解控制方程... 基于运动嵌套网格方法,建立了一套适合于悬停状态下共轴刚性双旋翼非定常干扰流场分析的计算流体力学(CFD)方法。首先,基于高效的运动嵌套网格技术,采用积分形式的可压雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程作为双旋翼非定常流场求解控制方程,湍流模型选用Baldwin-Lomax模型,时间推进采用双时间方法。在CFD方法的验证基础之上,对干扰过程中的桨尖涡涡核位置及强度演变规律进行了细致分析,揭示了共轴双旋翼非定常干扰流场中上、下旋翼桨尖涡与双旋翼桨叶之间的贴近干扰、碰撞现象,以及上、下旋翼桨尖涡之间的相互干扰机理。然后,进一步研究了不同总距角下的共轴旋翼系统中上、下旋翼的非定常气动特性以及影响规律。计算结果表明:上旋翼桨叶的桨尖涡会直接与下旋翼桨叶发生碰撞,导致下旋翼桨叶拉力损失;上旋翼桨叶的桨尖涡和下旋翼桨叶的桨尖涡相互干扰,改变了桨尖涡的强度和轨迹;上、下旋翼桨叶相互靠近时,上、下旋翼桨叶的拉力均会上升,之后相互远离时上、下旋翼桨叶拉力均会先下降再上升。 展开更多
关键词 共轴刚性旋翼 定常流 干扰机理 桨尖涡 计算流体力学 悬停状态 运动嵌套网格
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混流式核主泵非定常流场的压力脉动特性分析 被引量:24
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作者 王春林 易同祥 +2 位作者 吴志旺 刘红光 梁俊 《动力工程》 CSCD 北大核心 2009年第11期1036-1040,共5页
为研究核主泵内部流场压力脉动情况,采用大涡模拟方法对模型泵内部流场进行了三维非定常数值模拟,通过设置监测点,得到了不同位置处的压力脉动结果,并进行了频域分析.结果表明:核主泵模型泵内最大压力脉动发生在叶轮出口处,从叶轮进口... 为研究核主泵内部流场压力脉动情况,采用大涡模拟方法对模型泵内部流场进行了三维非定常数值模拟,通过设置监测点,得到了不同位置处的压力脉动结果,并进行了频域分析.结果表明:核主泵模型泵内最大压力脉动发生在叶轮出口处,从叶轮进口到导叶出口,压力脉动先增大后减小,压力脉动频率主要受叶轮转频控制;在球壳内部压力脉动沿着球壳半径方向逐渐减小,且压力脉动频率与叶轮转频有关. 展开更多
关键词 核主泵 大涡模拟 定常流 压力脉动
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隔舌间隙对双吸离心泵内部非定常流场的影响 被引量:24
15
作者 瞿丽霞 王福军 +1 位作者 丛国辉 高江永 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期50-55,74,共7页
为了研究隔舌间隙对双吸离心泵内部非定常流场的影响,采用大涡模拟方法和滑移网格技术,对双吸离心泵在设计工况下的内部湍流进行了数值计算,重点分析了5组隔舌间隙下泵内非定常流场特性及压力脉动特性。结果表明:随隔舌间隙增大,水泵扬... 为了研究隔舌间隙对双吸离心泵内部非定常流场的影响,采用大涡模拟方法和滑移网格技术,对双吸离心泵在设计工况下的内部湍流进行了数值计算,重点分析了5组隔舌间隙下泵内非定常流场特性及压力脉动特性。结果表明:随隔舌间隙增大,水泵扬程整体呈上升趋势,效率则整体呈下降趋势;蜗壳内压力脉动频率以叶片通过频率为主,主频和压力脉动幅值均随隔舌间隙的增大呈减小趋势,隔舌间隙增加4%时,隔舌位置1倍叶片通过频率处的脉动幅值降低9%左右;叶片区压力脉动频率以叶轮转频为主,最大压力脉动幅值均出现在2倍叶轮转频处,当隔舌间隙比设计隔舌间隙减小4%时,叶片正面中心位置2倍叶轮转频处压力脉动幅值增加约38%。 展开更多
关键词 双吸离心泵 隔舌 定常流 压力脉动 大涡模拟
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喷水推进器内非定常压力脉动特性 被引量:20
16
作者 常书平 王永生 +1 位作者 魏应三 丁江明 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2012年第5期522-527,共6页
基于RANS方程和SST湍流模型,对喷水推进器内非定常流场进行数值模拟.经网格无关性分析后,计算得到的功率、推力与试验值对比最大误差小于4%.分析了设计转速工况和自航工况时叶轮进口、叶轮出口、导叶中部和导叶出口压力脉动的时域和频... 基于RANS方程和SST湍流模型,对喷水推进器内非定常流场进行数值模拟.经网格无关性分析后,计算得到的功率、推力与试验值对比最大误差小于4%.分析了设计转速工况和自航工况时叶轮进口、叶轮出口、导叶中部和导叶出口压力脉动的时域和频域特性.结果表明:喷水推进器内最大压力脉动发生在叶轮进口;受不均匀来流影响,叶轮进口从80°至140°半径方向的压力脉动较大;在叶轮进口与出口处,压力脉动主要受叶轮叶频控制,从轮毂到轮缘脉动幅值逐渐增大;设计转速条件下,喷水推进器运行于设计航速工况时叶轮进口压力脉动最小;自由航行时,压力脉动频率与喷水推进器转速呈线性关系,脉动幅值随航速增加而升高. 展开更多
关键词 喷水推进 压力脉动 定常流 叶轮 数值模拟
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双重时间步方法在非定常流场模拟中的应用 被引量:13
17
作者 邹正平 徐力平 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期317-321,共5页
在非定常流动的数值模拟中引入隐式双重时间步方法 ,并对 2种经典的非定常流动现象进行计算 ,取得令人满意的结果 ,证明双重时间步方法具有较好的精度和较快的收敛速度。应用此方法对压气机动静叶非定常流场进行研究 ,结果表明高损失区... 在非定常流动的数值模拟中引入隐式双重时间步方法 ,并对 2种经典的非定常流动现象进行计算 ,取得令人满意的结果 ,证明双重时间步方法具有较好的精度和较快的收敛速度。应用此方法对压气机动静叶非定常流场进行研究 ,结果表明高损失区集中在边界层附近及尾迹区 ;上游叶片排尾迹对下游叶片通道流动影响很大 ,它增加边界层损失 ,并在通道中与主流发生强烈掺混 ,最终使得出口流场及损失分布较为均匀。 展开更多
关键词 双重时间步方法 定常流 数值模拟 叶轮
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汽车风洞试验段流场的试验研究 被引量:16
18
作者 贾青 杨志刚 李启良 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期33-37,共5页
以上海地面交通工具风洞中心全尺寸气动声学风洞1∶15模型风洞为研究对象,采用三维热线风速仪,测量了该模型风洞内不同工况下试验段内流场的分布情况。通过所测流场内平均速度的分析,了解该模型风洞试验段内气流的定常流动形态,对比典... 以上海地面交通工具风洞中心全尺寸气动声学风洞1∶15模型风洞为研究对象,采用三维热线风速仪,测量了该模型风洞内不同工况下试验段内流场的分布情况。通过所测流场内平均速度的分析,了解该模型风洞试验段内气流的定常流动形态,对比典型射流结构进行分析,得到了该开口式低速汽车风洞试验段内喷口处射流剪切层所特有的结构形态;通过对风洞试验段内不同截面处流场内部湍流强度的分析比较,了解了喷口射流剪切层内以及收集口处的湍流强度大小与分布情况。 展开更多
关键词 汽车风洞 试验段 定常流 风洞试验 湍流强度
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叶片与蜗舌耦合对离心风机性能和旋转噪声影响的数值研究 被引量:14
19
作者 毛义军 祁大同 +1 位作者 徐长棱 刘秋洪 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期368-372,共5页
利用三维N-S方程和RNGk-ε湍流模型对离心风机内部的非定常粘性流场进行了数值模拟,分析了不同时刻叶片与蜗舌所处的不同相对位置对风机瞬时性能、叶轮出口流动以及对蜗舌处的静压分布和静压脉动的影响。同时指出,改进特定时刻叶片与蜗... 利用三维N-S方程和RNGk-ε湍流模型对离心风机内部的非定常粘性流场进行了数值模拟,分析了不同时刻叶片与蜗舌所处的不同相对位置对风机瞬时性能、叶轮出口流动以及对蜗舌处的静压分布和静压脉动的影响。同时指出,改进特定时刻叶片与蜗舌处于特定相对位置时风机的瞬时性能是提高风机总体性能的一条新的途径。此外,还尝试运用一种新的方法,即不用求解声场而直接依据非定常流场中的静压脉动分析了蜗舌处主要气动噪声源的位置及其成因。 展开更多
关键词 离心风机 定常流 旋转噪声 风机性能
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涡轮级轮缘封严内非定常流场的准三维LDV测量 被引量:14
20
作者 马宏伟 Dieter E Bohn +1 位作者 Achim Decker Bernd Rudzinski 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期455-458,共4页
研究涡轮级封严内流动和主流的相互作用、相互影响,进一步认识盘腔内燃气入侵等非定常现象,急需流场实验数据验证。针对轮缘封严内空间狭窄、光路安排困难等问题,本文发展了一种用于测量涡轮级轮缘封严内非定常流场的准三维LDV技术,即... 研究涡轮级封严内流动和主流的相互作用、相互影响,进一步认识盘腔内燃气入侵等非定常现象,急需流场实验数据验证。针对轮缘封严内空间狭窄、光路安排困难等问题,本文发展了一种用于测量涡轮级轮缘封严内非定常流场的准三维LDV技术,即测量分两步,首先在机匣上安置二维测速系统用符合方式测出径向、切向速度及湍流度,再在轮毂内安置一维探头重复测量,从两次测量数据中计算出轴向速度;该技术借助锁相采样等技术能测出不同动静叶相对位置情况下封严及盘腔内的周期性非定常流场细节,本文给出了部分典型的动态流场测量结果。 展开更多
关键词 航空、航天推进系统 涡轮 轮缘封严 定常流 准三维LDV测量
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