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用于叶轮机械流场计算的交错网格有限体积法

北京航空航天大学学报 2004年第6期30卷 577-582页

作者：李泯江桂幸民北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100083

在对各种交错网格离散格式的奇偶不耦合数值误差进行了详细的傅里叶分析和比较后 ,采用一种紧致的交错网格有限体积法将纳维 -斯托克斯方程和k ε湍流模型方程紧密的耦合在一起求解 ,发展了一套三维定常流程序 .通过对NASARotor 67设计... 详细信息

在对各种交错网格离散格式的奇偶不耦合数值误差进行了详细的傅里叶分析和比较后 ,采用一种紧致的交错网格有限体积法将纳维 -斯托克斯方程和k ε湍流模型方程紧密的耦合在一起求解 ,发展了一套三维定常流程序 .通过对NASARotor 67设计和非设计工况内部流场的数值模拟结果与实验的比较、分析 ,初步验证了程序的准确性和可靠性 .

关键词：傅里叶分析数值计算交错网格 NASA Rotor 67

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静叶吸气对某轴流压气机裕度影响的研究

航空动力学报 2008年第3期23卷 527-533页

作者：陈迪桂幸民北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100083

运用Numeca CFD对某大弯度叶栅和某轴流压气机流动进行数值模拟,为减小由于边界层分离而带来的损失,拓宽稳定工作范围,提出叶片吸力面表面开缝抽气方案.综合研究开缝位置、开缝长度、及吸气量大小对流动分离结构和裕度的影响.结果表明... 详细信息

运用Numeca CFD对某大弯度叶栅和某轴流压气机流动进行数值模拟,为减小由于边界层分离而带来的损失,拓宽稳定工作范围,提出叶片吸力面表面开缝抽气方案.综合研究开缝位置、开缝长度、及吸气量大小对流动分离结构和裕度的影响.结果表明通过静子叶片上边界层抽气引出分离区域的低能量气流,可以明显的改善气动性能,分离得到很好的抑制,稳定工作裕度得到了提高.

关键词：航空航天推进系统大弯度叶型抽吸气轴流压气机数值模拟

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某轴流压气机叶尖间隙效应实验研究

工程热物理学报 2003年第3期24卷 399-402页

作者：刘建顾明皓桂幸民北京航空航天大学动力工程系北京100083

本文对某低速轴流压气机叶尖间隙尺度对性能的影响进行了实验研究,并通过不同的机匣结构情况研究一种叶尖漏流不敏感机匣。实验表明,不同的间隙尺度对叶轮机总体性能存在十分明显的影响。对绝大部分运行状态,小间隙下的压升和效率均明... 详细信息

本文对某低速轴流压气机叶尖间隙尺度对性能的影响进行了实验研究,并通过不同的机匣结构情况研究一种叶尖漏流不敏感机匣。实验表明,不同的间隙尺度对叶轮机总体性能存在十分明显的影响。对绝大部分运行状态,小间隙下的压升和效率均明显高于大间隙的情况。另外,所采用的毛刷式和篦齿式的机匣实验结果表明,不论毛刷式还是篦齿式机匣,在大流量负攻角情况下对性能的影响不大,但毛刷式机匣并不能达到提高失速裕度的目的,而篦齿式机匣在小流量情况下对压升有所提高,但对效率影响不大。

关键词：叶轮机械叶片性能泄漏流

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低雷诺数效应对某可控扩散叶型性能的影响

航空动力学报 2006年第2期21卷 285-289页

作者：赵峰桂幸民北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100083

为研究雷诺数效应对叶栅流动的影响,对某可控扩散叶型的平面叶栅流动进行数值模拟,计算在叶弦雷诺数分别为1×106,7.7×104,1.6×104,7.2×103和3.4×103条件下的不同攻角的流动情况,研究雷诺数对叶栅总压损失系数和攻角特性的影响。对... 详细信息

为研究雷诺数效应对叶栅流动的影响,对某可控扩散叶型的平面叶栅流动进行数值模拟,计算在叶弦雷诺数分别为1×106,7.7×104,1.6×104,7.2×103和3.4×103条件下的不同攻角的流动情况,研究雷诺数对叶栅总压损失系数和攻角特性的影响。对叶栅性能和流场特性进行了分析,结果表明随着雷诺数的降低,叶栅流动的总压损失系数不断上升,低损失攻角范围逐步减小。

关键词：航空航天推进系统低雷诺数可控扩散叶型数值模拟

轴流/离心压气机叶片通用任意中弧造型设计方法

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航空动力学报 2009年第1期24卷 150-156页

作者：冀国锋桂幸民北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191

开发了一种通用于轴流、斜流和离心式压气机叶片的任意中弧造型设计方法.该方法以通流计算的结果为基础,其优点在于可以通过调整通流设计的环量的分布,来获得所要求的气动性能,并最终生成与通流计算结果较为一致的三维叶型.修改造型控... 详细信息

开发了一种通用于轴流、斜流和离心式压气机叶片的任意中弧造型设计方法.该方法以通流计算的结果为基础,其优点在于可以通过调整通流设计的环量的分布,来获得所要求的气动性能,并最终生成与通流计算结果较为一致的三维叶型.修改造型控制参数可以同时实现对主叶片、分流叶片的造型控制,以及对叶型尾缘形状的控制.通过在微小型发动机压气机叶片设计中的应用,得到了比较理想的叶片.此外,该方法还可以用于压气机叶片的优化设计.

关键词：任意中弧造型通流设计离心叶轮分流叶片优化设计

叶片弯掠对压气机静子叶片气动性能影响的三维数值模拟

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航空动力学报 2009年第10期24卷 2338-2343页

作者：冯秀莲金东海桂幸民北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191

运用NUMECA对某内外涵组合压气机进行数值模拟,为了减小内涵静子表面流动分离,提高其气动性能,在对其设计改型过程中,先后采用了直叶片、根部后掠和根部后掠尖部前掠三种叶型,数值模拟结果表明,弯掠叶型能减弱根尖部低能流体的堆积,抑... 详细信息

运用NUMECA对某内外涵组合压气机进行数值模拟,为了减小内涵静子表面流动分离,提高其气动性能,在对其设计改型过程中,先后采用了直叶片、根部后掠和根部后掠尖部前掠三种叶型,数值模拟结果表明,弯掠叶型能减弱根尖部低能流体的堆积,抑制端壁角区的气流分离,使根尖部流动得到改善,从而提高其整体性能.此外,还考察了稠度对叶栅气动性能的影响,结果表明,合理的稠度选择,可以改善叶栅的流场结构,降低叶栅二次流损失.

关键词：静子弯掠叶型稠度流动分离数值模拟

高负荷跨音压气机叶尖间隙流动的数值分析与比较

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航空动力学报 2003年第6期18卷 827-831页

作者：敬荣强李泯江桂幸民北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100083

利用自行开发的叶轮机三维数值模拟软件对高负荷跨音压气机ATS-2转子进行了带叶尖间隙的三维流动数值模拟,并与实验的结果进行了比较。结果表明,数值模拟得到的流场结构与实验结果一致。对粘性与无粘结果的比较显示,由泄漏流所产生的激... 详细信息

利用自行开发的叶轮机三维数值模拟软件对高负荷跨音压气机ATS-2转子进行了带叶尖间隙的三维流动数值模拟,并与实验的结果进行了比较。结果表明,数值模拟得到的流场结构与实验结果一致。对粘性与无粘结果的比较显示,由泄漏流所产生的激波后阻塞区是由激波-漏流干扰所致,粘性的作用将削弱其面积和强度。随叶尖间隙增大,激波后阻塞区的径向和轴向尺度增大,压比、效率和流量下降。

关键词：航空推进系统数值模拟叶尖间隙流动跨音压气机转子

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多块网格计算跨音压气机带叶尖间隙流场

北京航空航天大学学报 2005年第5期31卷 529-534页

作者：李泯江桂幸民北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100083

开发了三维数值模拟程序研究轴流跨音转子叶尖间隙流动,应用高雷诺数k ε湍流模型加壁面函数的方法,计算了轴流跨音转子NASARotor37在设计转速下的流场.叶尖间隙采用分区的H型网格和主流区连续对接耦合计算,没有用间隙模型,也没有考虑V... 详细信息

开发了三维数值模拟程序研究轴流跨音转子叶尖间隙流动,应用高雷诺数k ε湍流模型加壁面函数的方法,计算了轴流跨音转子NASARotor37在设计转速下的流场.叶尖间隙采用分区的H型网格和主流区连续对接耦合计算,没有用间隙模型,也没有考虑Vena收缩效应而减小间隙量.在用有限体积法对Navier Stokes方程和湍流方程进行空间离散的过程中采用了交错网格的方法将N S方程与湍流方程紧密地耦合在一起,从而提高了计算精度.计算结果和实验数据进行了详细的比较和分析.结果表明,中部叶展具有与实验结果非常一致的流场特征,根、尖区流场则因涡粘假设和激波问题的存在而使流动细节与实验结果略有偏差.

关键词：网格数值计算 κ-ε湍流模型交错网格

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相似设计在某风扇改型设计中的应用

航空动力学报 2012年第10期27卷 2254-2261页

作者：冀国锋王华青桂幸民邓少春中国航空工业集团公司贵州航空发动机研究所贵阳550081 北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191

针对某涡扇发动机推力增大的动力需求,在充分分析原型风扇性能和流场的基础上,对原型风扇进行了改型设计.改型设计的方法采用"轴流/离心压气机通用叶片造型设计系统",依据相似理论,在保证第2级风扇进口的相似准则和原型一致,即保证改型... 详细信息

针对某涡扇发动机推力增大的动力需求,在充分分析原型风扇性能和流场的基础上,对原型风扇进行了改型设计.改型设计的方法采用"轴流/离心压气机通用叶片造型设计系统",依据相似理论,在保证第2级风扇进口的相似准则和原型一致,即保证改型与原型第2级风扇在进口的换算流量和换算转速相等的前提下,来增大第1级风扇的流量和压比.经过三维流场计算和分析,结果表明:在风扇转速提高到1.011的情况下,流量提高到1.071,压比提高到1.074,效率提高到1.029,裕度比原型提高了0.8%,达到了性能指标的要求,改型设计结果比较理想.总体对风扇的性能和整机匹配性分析和评估表明:该风扇改型设计方案能够满足该涡扇发动机推力增大的需求.

关键词：风扇相似准则气动设计改型设计换算流量换算转速