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国家自然科学基金(51276125): 作品数：12 被引量：44H指数：4; 相关作者：刘正先陈丽英鲁业明韩博张丽杰更多>>; 相关机构：天津大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划内燃机燃烧学国家重点实验室开放基金更多>>; 相关领域：机械工程理学航空宇航科学技术一般工业技术更多>>

叶顶间隙对离心叶轮气动性能的影响规律被引量：12: 2014年; 为明确半开式离心叶轮的间隙值与间隙气流对叶轮气动性能的影响,采用数值方法分析了典型叶轮叶顶相对间隙值为0~10%之间的叶轮气动性能、叶片载荷分布、间隙泄漏量的变化规律.得出:间隙对叶轮气动性能的影响基本呈线性或分段线性关系,间隙泄漏量与叶顶载荷具有相同的分布规律,表明泄漏量变化的主要控制因素是叶顶载荷;间隙仅影响流道后半段的叶顶载荷分布,原因是由于间隙进口强烈的气流加速运动,形成了间隙进口处的压力降,但这种压力降只体现于一定高度范围的间隙中;导致叶轮性能降低的主要原因还是间隙涡流与主流掺混引起的能量损失。; 刘正先鲁寅陈丽英; 关键词：半开式离心叶轮数值模拟叶顶间隙内泄漏量

耗散修正湍流模型在有个性通风机舱气流模拟中的应用: 2016年; 针对机舱大空间与局部个性通风口之间的高比例尺度问题给舱内气流数值模拟带来的网格质量与数量挑战,通过引入适于个性通风口圆射流的数值耗散修正模型(MDR k-ε湍流模型),并采用合理的机舱网格尺度配比,实施了有温差单排机舱舱内气流流动特征的数值模拟.通过与实验对比,验证了模型的可靠性,进而数值探究了个性通风口射流作用对舱内气流和乘客舒适度的影响,为舱内颗粒污染物控制的进一步研究提供了基础.; 罗纪生张丽杰刘正先赵祎佳; 关键词：飞机座舱湍流模型

基于网格数值耗散修正的圆湍射流模型被引量：3: 2015年; 基于民用机舱内个性通风口,以圆湍射流作为研究对象,以标准κ-ε湍流模型较精细数值模拟与实验对比结果为出发点,通过对粗网格下数值结果的分析,针对网格尺度增大导致计算中数值耗散相应增大、射流速度沿轴向和径向衰减过快问题,从湍流耗散率方程出发,对影响湍流耗散的生成项和耗散项进行修正,平衡因网格尺度产生流动衰减过快的因素,进而提出了耗散率修正的κ-ε湍流模型.采用该修正模型验证了不同雷诺数和非等温条件下射流的适用性.应用修正的湍流模型可以避免机舱内大尺度空间流动对网格的苛刻要求,明显减少网格总数,同时达到对舱内复杂结构和边界条件下流场特征的正确模拟.; 刘正先张晓星张丽杰罗纪生; 关键词：数值模拟湍流模型

On the nature of tip clearance flow in subsonic centrifugal impellers被引量：9: 2013年; Increasing demand for downsizing of engines to improve CO2 emissions has resulted in renewed efforts to improve the efficiency and expend the stable operating range of the centrifugal compressors used in petro-chemical equipment and turbochargers. The losses in these compressors are dominated by tip clearance flow. In this paper, the tip clearance flow in the subsonic impeller is numerically investigated. The nature of the tip clearance in inducer, axial to radial bend and exducer are studied in detail at design and off-design conditions by examining the detailed flow field through the clearance and the interaction of the clearance flow with the shear effect with the endwalls. The correlation between blade loading and span wise geometry and clearance flow at different locations are presented.; LIU ZhengXianPING YanZANGENEH Mehrdad; 关键词：离心叶轮亚音速二氧化碳排放量离心压缩机石油化工设备

双向干气密封气膜运行特性的数值分析被引量：8: 2013年; 在对单向螺旋槽CFD数值模拟的基础上,对适用于双向旋转场合的双向槽型干气密封气膜动态特性进行数值分析,主要讨论了双向槽型干气密封气膜的开启力及泄漏量特征,进一步的研究发现双向槽型干气密封中起主要作用的是工作槽区,非工作槽区不会明显增强或削弱干气密封的开启力能力,其主要作用是为了适应双向旋转的要求。同时通过与单向螺旋槽的性能对比,确定双向槽比单向槽具有更加稳定的运行性能。; 刘正先周越; 关键词：干气密封开启力泄漏量

目标优化算法在叶片参数化设计中的应用被引量：2: 2017年; 针对离心叶轮优化设计中调控参数不明确、难以直接获得最优设计结果的状况,将单层神经网络算法应用于离心叶轮优化,并建立了分层优化的算法.根据设计目标将离心叶轮叶片优化设计分为压比和效率两个阶段,随后分析确定了各目标阶段的有效控制变量参数.最后以初始叶轮为基础,将该目标优化算法应用于某工业叶轮的改型实例设计,结果表明:压比目标算法使叶轮达到压比值要求;一次效率目标算法实现了对叶轮设计点流量的调控;二次效率目标算法达到了对叶轮非设计工况性能的提升.; 刘正先韩博鲁业明; 关键词：离心叶轮

机舱通风口冲击射流湍流特征分析及验证被引量：2: 2014年; 以机舱个性化通风口为背景,对自由射流加壁面冲击射流,采用几种湍流模型数值分析了10倍冲击高度、雷诺数为9,000的气流遇到冲击板后湍流脉动、流动转折等流动特征.探讨了湍流模型对冲击射流关键位置平均速度、脉动速度以及雷诺应力等流动参数特征的模拟能力,通过与实验测量结果的对比,确定了湍流模型在冲击射流中的适用性和局限性.综合来看,Relizable k-ε模型可以得到与实验值较好的符合度,但在近壁面区域会略有偏差.分析结果认为将RANS和LES组合将是开展实际机舱内通风口射流研究的最佳策略.; 刘正先张冀伸平艳; 关键词：冲击射流数值模拟方法湍流特征

基于叶片载荷分布的离心叶轮气动优化被引量：5: 2013年; 针对离心压缩机叶片载荷对叶轮气动性能的影响,按照盘、盖侧的最佳载荷匹配,利用反问题计算原理设计出相应的离心叶轮,采用数值方法计算分析了各自叶型的效率、压比和能量头等气动参数,确定最佳载荷匹配原则。在此基础上对载荷沿流向的梯度变化进行再优化,发现在一定程度内较小的载荷梯度有利于减小流动损失,提高叶轮效率,但过于平缓的载荷反而使性能略有降低。本文结果为高性能离心叶轮的气动设计提供依据。; 刘正先邢海澎陈丽英; 关键词：离心叶轮反问题载荷分布气动性能

离心叶轮叶顶间隙泄漏流影响因素的量化分析研究被引量：4: 2017年; 为了定量研究离心叶轮叶顶泄漏流的影响因素,在经典闭式Eckardt叶轮基础上等值切削得到了11个相对间隙值在0~10%区间的半开式叶轮。采用数值计算分析和量化分析相结合的方法研究了叶轮设计工况下的顶隙流场,量化得到与间隙泄漏有关的叶顶载荷、刮削压头和泄漏强度沿流向的分布值。在完成"刮削率"R的计算讨论后,对量化的结果进行了偏最小二乘法(PLS)分析,建立了泄漏强度与泄漏流主要影响因素的定量关系式。研究结果表明,R值沿叶片流向从2.3下降到0.25左右,说明轮盖刮削对间隙泄漏流的作用沿流向增强;叶顶载荷的变量投影重要性值([1,2])略大于刮削压头的变量投影重要性值([0.7,1]),且叶顶载荷的回归系数值([0.6,0.8])略大于刮削压头的回归系数值([0.4,0.6]),说明叶顶载荷对间隙泄漏流的促进作用大于刮削压头,但刮削压头对间隙泄漏流的影响不可忽略。; 鲁业明刘正先; 关键词：离心叶轮叶顶间隙泄漏流

具有分流叶片跨声速离心叶轮激波及能量损失分析被引量：1: 2016年; 对具有分流叶片跨声速离心叶轮,采用激波基本关系式对数值信息进行分析和判定,理论证实了叶轮流道中激波的存在,并确定流道内高速气流易在主叶片前缘、分流叶片前缘以及主叶片的吸力面与分流叶片的压力面通道位置形成激波.进一步对比分析了叶顶间隙和运行工况对激波位置分布特征的影响及引起的能量损失.结果表明:固定叶顶间隙下,随着流量减小,激波位置向流道上游移动;叶顶间隙导致激波线位置向流道下游偏移;分流叶片前缘处有最强激波并引起较明显能量损失.; 刘正先曹江涛王牧苏赵祎佳; 关键词：叶顶间隙能量损失

国家自然科学基金(51276125)

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