国家自然科学基金(51206035)
- 作品数：20 被引量：78H指数：5
- 相关作者：王松涛陈绍文张龙新王仲奇周治华更多>>
- 相关机构：哈尔滨工业大学北京动力机械研究所中国船舶重工集团公司更多>>
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- 相关领域：航空宇航科学技术动力工程及工程热物理机械工程更多>>
- 来流附面层对吸附式压气机叶栅影响的数值研究被引量：8
- 2014年
- 数值研究低速条件下来流附面层特性对吸附式压气机叶栅气动性能的影响,在不同正冲角时,设计不同方案的附面层厚度分布,对比分析叶栅出口气动参数的分布以及叶栅内的三维流场结构,讨论不同来流附面层情况下在压气机叶栅中采用附面层吸除的效果。结果表明,数值模拟结果与试验数据有较好的一致性;附面层厚度的增加导致角区流动三维性增强,且变冲角性能下降,二次流横向作用和角区范围的增加使得附面层抽吸效果减弱;当来流附面层厚度增加时,通过增加抽吸量可以有效降低强吸附式压气机叶栅的损失,变冲角性能得到改善。
- 陈绍文孙士珺兰云鹤周治华王松涛
- 关键词：附面层抽吸
- 多级低反力度静子吸附式压气机气动设计被引量：1
- 2016年
- 本文介绍了低反力度吸附式压气机的应用背景,并基于两种低反力度压气机设计理念初步设计了一台三级高负荷吸附式压气机。三维数值模拟结果显示,在叶尖切线速度为370m/s,整机通流效率不低于86%的条件下,多级吸附式压气机实现了6的总压比,进一步验证了低反力度设计理念在高负荷压气机设计中应用的可行性。通过详细分析设计点处一维、S2气动参数分布以及三维流场细节并兼顾抽吸方案的复杂程度,对初步设计方案进行总结分析,为进一步优化设计工作提供了参考依据。
- 张龙新杜鑫胡应交丁骏王松涛陈绍文
- 关键词：附面层抽吸
- 附面层吸除对带间隙的高负荷压气机叶栅流动特性影响的实验研究被引量：1
- 2013年
- 将附面层吸除技术应用于带间隙的高负荷压气机叶栅中,并在低速平面叶栅风洞里,实验研究了附面层吸除对带间隙的高负荷压气机叶栅流动特性的影响。实验采用五孔气动探针测量了叶栅出口截面参数,得到了该截面的二次流速度矢量分布,并对叶栅壁面进行了墨迹流动显示。结果表明,采用恰当的附面层吸除设置可以大幅改善流动,降低损失;在吸力面附近和间隙内采用附面层吸除(本文的方案1、2和4)都将削弱间隙泄漏流动的动能,从而影响吸力面再附线和端壁分离线的长度和位置,达到对相应区域三维流动分离的控制,并大幅降低总损失,其中方案1的损失下降达到20.8%。
- 孙士珺陈绍文韩东徐皓王松涛
- 关键词：平面叶栅流动特性
- 污垢沉积对某轴流压气机中间两级性能影响的数值研究被引量：10
- 2012年
- 采用商业三维数值模拟软件CFX,对某型重型燃气轮机的中间两级核心级轴流压气机进行数值仿真研究,通过改变流道内叶片和端壁的粗糙度、以及叶片的厚度来模拟压气机内不同程度的污垢沉积,以分析污垢沉积对两级轴流压气机性能和流场特性的影响,并在前、后级动叶分别采用不同的污垢沉积设置,以探讨前级和后级动叶污垢沉积作用的相互影响。结果表明,无论是前级动叶还是后级动叶的污垢沉积,都将引起动叶通道内角区分离的加剧,从而导致压气机性能的衰减,粗糙度增加的影响明显要大于厚度增加,且前级动叶的影响作用要大于后级动叶;前、后级动叶各自的污垢沉积对另一级动叶等熵效率的影响都较小,且增加厚度对其影响比增加粗糙度时要大;前、后级动叶各自的污垢沉积对另一级动叶的影响主要体现在总压比上,这与污垢沉积引起的流道堵塞程度有关。
- 张龙新陈绍文孙士珺王松涛王仲奇
- 关键词：燃气轮机轴流压气机粗糙度
- 深凹槽式涡轮叶顶间隙泄漏直列叶栅实验研究被引量：5
- 2015年
- 在低速风洞实验台,对具有不同深凹槽结构平面叶栅在不同间隙尺度条件下的流动特性进行了实验研究。实验采用五孔气动探针和高灵敏度及高精度的压力扫描阀测量了叶栅出口截面的气动参数,对比分析了总压损失的展向分布,并在叶栅端壁和叶片表面进行墨迹显示。结果表明,深凹槽式叶顶结构应用于本文研究的叶栅上是可行的。深凹槽尾缘开口有利于降低叶顶间隙泄漏损失,凹槽前缘开口对前缘附近局部流动产生一定影响。对整个流动通道涡生成影响不如泄漏流作用强,并且尾缘开口与前缘开口开度的匹配对叶顶间隙泄漏损失有明显的影响。
- 崔涛陈绍文周治华王晋声王松涛王仲奇
- 关键词：涡轮
- 超声速低反力度吸附式压气机变工况特性被引量：3
- 2015年
- 为探讨非设计点的气动性能,以某3级高负荷低反力度吸附式压气机首级超声速级作为研究对象,借助数值模拟的方法,分别研究了变转速、变抽吸量以及近失速点首级超声速级参数以及内部流场的变化.结果表明:变转速条件下,基于低反力度设计概念研制的吸附式压气机所采用的抽吸方案仍能适应设计要求;减少抽吸量,在降低本级气动性能的同时,增加了其与下一级流动匹配的难度;通过在端壁抽吸槽道前段添加附加抽吸槽道/孔可进一步拓宽吸附式压气机的工作范围.
- 张龙新王松涛阮国辉刘勋王仲奇
- 关键词：变工况附面层
- 间隙流动对低反动度跨声速转子气动性能影响被引量：2
- 2015年
- 为探究叶顶泄漏流动对小展弦比高负荷跨声速转子气动性能的影响,利用数值模拟的手段,对不同尺度叶顶间隙下低反动度转子的全工况特性以及叶顶区域的流场结构进行了详细分析。研究结果表明,无叶顶间隙条件下,转子峰值效率最高,但其工作范围较窄;叶顶泄漏流动可在一定程度上抑制角区分离流动在流道内部的发展,延缓失速的触发,转子喘振裕度提升20%以上;较大尺度叶顶间隙下,波涡干涉导致叶顶泄漏涡破碎,但采用低反动度设计理念可控制破碎的泄漏涡在流道内部不发生大尺度的扩散,从而进一步地保证了转子在近失速点处仍具有较高的效率;综合考虑多方面气动性能要求,对于此类转子应存在最佳的叶顶间隙值。
- 张龙新王松涛阮国辉王仲奇
- 关键词：叶顶泄漏流激波
- 叶顶凹槽间隙气膜冷却的传热数值研究被引量：10
- 2018年
- 采用三维气热耦合数值模拟方法,分析了凹槽间隙底面受到泄漏流冲击的流动特性,对气膜冷却参数对凹槽间隙气膜冷却换热效果的影响进行了研究,探讨了吹风比、冷却孔位置、冷却孔角度对壁面换热的影响,并结合三维流固耦合计算,研究了叶顶气膜冷却方式对叶顶表面传热的影响。结果表明,冷却孔位于间隙流动冲击凹槽底面上游位置能有效降低壁面Nu数,获得较低的叶片表面平均温度,此时大吹风比效果更好;所选取的冷却方式使得E3高压涡轮第一级动叶的最大无量纲温度降低了0.156。
- 周治华陈绍文李伟航崔涛王松涛
- 关键词：涡轮动叶气膜冷却气热耦合
- 子午造型对低反动度跨声速转子气动性能影响被引量：2
- 2014年
- 对于高负荷低反动度跨声速转子,子午型线造型是其设计中研究重点之一。为寻求更优的子午造型方式,借助数值模拟的方法初步研究了不同子午形式对高负荷低反动度跨声速转子气动性能的影响。结果表明,相较于直线形式的子午型线,采用正弦曲线形式的子午型线可降低激波强度,转子效率提升0.84%;合理的子午型线造型既需要控制波前马赫数不至于过高,同时又要确保激波过后轴向速度可以获得迅速提升,避免发生附面层分离再附着的现象。
- 张龙新杜鑫丁骏胡应交刘勋王松涛
- 关键词：气动性能
- 基于主/被动联合控制技术设计的高负荷扩压叶栅内部流场结构研究被引量：2
- 2015年
- 为进一步优化设计工作做准备,以基于主/被动联合控制技术设计的高负荷扩压叶栅作为研究对象,在进口为高亚声速的条件下,利用数值模拟的方法,详细研究了冲角变化对扩压叶栅壁面流谱以及气动损失的影响。结果表明,负冲角下,后列叶栅内部存在较大尺度的角区分离流动,构成叶栅损失的主要来源;随着冲角增加,流经串列叶栅近端壁处缝隙流道内流体的相对动量增强,后列叶栅角区分离流动受到抑制,端区二次流动损失降低,+3°冲角下,上、下20%叶展区域内总压损失分别降低了4.4%、6.8%,但前列叶栅叶型分离流动加剧,主流区损失增加;合理协调端壁附面层抽吸技术与串列叶栅技术的应用是提升高负荷扩压叶栅全工况气动性能的关键。
- 张龙新杜鑫刘勋陈绍文王松涛
- 关键词：附面层抽吸串列叶栅冲角
