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贯流叶轮的旋转模态分析

工程热物理学报 2010年第8期31卷 1307-1310页

作者：甘加业薛永飞刘映吴克启华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北武汉430074 河南工程学院河南郑州450007

应用旋转模态理论和CFD方法研究贯流叶轮的离散噪声特性,并分析贯流风机远场噪声主要呈现宽频的原因.设计了三种不同的蜗壳匹配方案,以控制贯流风机内主要的涡结构。通过采用CFD方法计算不同方案中贯流风机内部涡流动结构主要位置,确定... 详细信息

应用旋转模态理论和CFD方法研究贯流叶轮的离散噪声特性,并分析贯流风机远场噪声主要呈现宽频的原因.设计了三种不同的蜗壳匹配方案,以控制贯流风机内主要的涡结构。通过采用CFD方法计算不同方案中贯流风机内部涡流动结构主要位置,确定出贯流叶轮上下游发生干涉的叶片数。根据模态分析理论,计算了不同蜗壳及蜗舌匹配方案中贯流叶轮的截止率。计算结果表明,由于叶轮内主流速度较低,使得贯流风机的离散噪声不明显。

关键词：模态分析贯流风机气动噪声 CFD

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基于伴随格林函数法射流噪声的研究

工程热物理学报 2009年第2期30卷 217-219页

作者：甘加业吴克启华中科技大学能源与动力工程学院湖北武汉430074

本文采用声类比法探讨了射流中小尺度湍流远场噪声特性。此声类比理论基于线化欧拉方程及声源互易原理,建立了关联声源和远场声压的伴随格林函数,适于声波折射现象及小尺度湍流噪声计算。声场的边界采用完全匹配层边界条件,有效地避免... 详细信息

本文采用声类比法探讨了射流中小尺度湍流远场噪声特性。此声类比理论基于线化欧拉方程及声源互易原理,建立了关联声源和远场声压的伴随格林函数,适于声波折射现象及小尺度湍流噪声计算。声场的边界采用完全匹配层边界条件,有效地避免了声波产生数值反射。为减小频散及耗散误差,时空导数均采用高阶预测-校正格式离散控制方程。计算结果与前人的实验相一致。

关键词：气动噪声伴随格林函数完全匹配层边界条件湍流

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贯流风机内动静干扰发声机理的研究

工程热物理学报 2010年第2期31卷 267-270页

作者：甘加业刘飞刘敏胡亚涛吴克启华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北武汉430074

本文通过实验与数值计算方法,探讨了贯流风机内动静干扰的现象及其诱导的噪声特性.文中给出了贯流风机流场的三维大涡数值计算结果,分析了声源场的特性,指出贯流风机流场具有较强的随机性。分别对直叶轮及斜叶轮气动性能及远场噪声进行... 详细信息

本文通过实验与数值计算方法,探讨了贯流风机内动静干扰的现象及其诱导的噪声特性.文中给出了贯流风机流场的三维大涡数值计算结果,分析了声源场的特性,指出贯流风机流场具有较强的随机性。分别对直叶轮及斜叶轮气动性能及远场噪声进行实验测量,讨论了两种叶轮的优劣性。使用微压传感器对蜗舌出口处边界层压力脉动进行采集,给出了此处边界层辐射噪声源的相关分析.通过对实验结果分析指出声源脉动的宽频特性是被测风机噪声呈现宽频的主要原因。

关键词：贯流风扇气动噪声壁面压力脉动动静干扰

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换热管内装微型液轮机流动场的数值模拟

换热管内装微型液轮机流动场的数值模拟

作者：甘加业广西大学

学位级别：硕士

换热管内装微型液轮机,可以起到在线防垢除垢和强化传热的作用。管内的流场非复杂,流动几乎为湍流,主要成螺旋流的形状。数值模拟是一种有效研究流体流动的方法,借助计算机可以计算该复杂的流动场。本文第二章里从流体力学的基本方程出... 详细信息

换热管内装微型液轮机,可以起到在线防垢除垢和强化传热的作用。管内的流场非复杂,流动几乎为湍流,主要成螺旋流的形状。数值模拟是一种有效研究流体流动的方法,借助计算机可以计算该复杂的流动场。本文第二章里从流体力学的基本方程出发,建立旋转坐标系下的运动方程。然后对控制方程时均化,为了得到封闭的方程,引入了湍流模型,同时简要分析了旋转坐标系对湍流模型的影响。最后采用有限体积法离散通用方程,并简单介绍了网格技术的发展。 CFX是一款计算流体动力学商业软件,其内部程序具有丰富的物理模型,可以进行多种物理现象的数值计算,CFX有三个主要操作界面:CFX-Pre、CFX-Solver、CFX-Post。进行数值计算的第一步是建立实体模型,本文使用三维实体造型软件Pro/E建立流场区域。然后把几何模型导入网格划分软件ICEM-CFD划分网格,对网格进行处理,把网格质量提高到保证有足够精度的计算结果。最后把划分好网格的模型导入CFX—Pre进行流场区域、边界条件、求解控制参数等设置,用CFX—Solver求解器进行计算,计算结果在CFX-Post处理。以上是第三章的主要内容。第四章的主要内容是对计算结果的处理。首先对实验数据进行整理,提取用来与数值计算进行对比的数据。然后介绍了如何用数值计算的方法求出液轮机的旋转角速度,把数值计算结果与实验数据进行比较,结果两者相差不大,说明了用CFX软件进行数值模拟的实用性,即实现用数值模

关键词：换热器微型液轮机在线除垢强化传热 N-S方程旋转坐标系湍流模型 CFX

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分体空调室内机的双流体数值模拟

工程热物理学报 2007年第2期28卷 235-237页

作者：薛永飞甘加业吴克启华中科技大学能源与动力工程学院

本文采用Navier-Stokes方程和标准k-ε两方程,对分体空调室内机(包括换热器和横流风机)整体系统,以水蒸汽和干空气两种气体为介质,进行了等温流动和实际工况流动的双流体三维数值模拟和研究．两种气体在叶轮的进口面上不均匀分布,叶轮... 详细信息

本文采用Navier-Stokes方程和标准k-ε两方程,对分体空调室内机(包括换热器和横流风机)整体系统,以水蒸汽和干空气两种气体为介质,进行了等温流动和实际工况流动的双流体三维数值模拟和研究．两种气体在叶轮的进口面上不均匀分布,叶轮轴向的压强和速度分布存在强度和位置的差异．采用密度干扰方法对水蒸汽的凝结参数近似处理,给出了水蒸汽体积分数和湍流强度在换热器域的分布、混合物温度分布等内流特性．与实验结果相比,双流体模拟的工作点外特性匹配较好。同时,对蜗舌间隙参数变化对性能的影响做了说明．

关键词：分体空调室内机实际工况 3D流场双流体数值分析

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混流泵叶轮内空化流动的数值计算

工程热物理学报 2007年第z1期28卷 165-168页

作者：甘加业薛永飞吴克启华中科技大学能源与动力工程学院湖北武汉430074

本文应用三维Navier-Stokes方程和κ-ε两方程湍流模型以及全空化模型,对一台喷水推进混流泵叶轮内的空化流动进行数值模拟。介绍了空化流动的模拟方法,并计算了混流泵的空化性能指标,有效地预测了叶片上空化发生的区域和空化流动的发... 详细信息

本文应用三维Navier-Stokes方程和κ-ε两方程湍流模型以及全空化模型,对一台喷水推进混流泵叶轮内的空化流动进行数值模拟。介绍了空化流动的模拟方法,并计算了混流泵的空化性能指标,有效地预测了叶片上空化发生的区域和空化流动的发展情况。文中还对两种进口相对流动角作了数值计算,结果表明小的相对流动角可以提高混流泵的空化性能,但却使扬程有所下降。

关键词：喷水推进混流泵全空化模型数值计算空化性能

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平板前缘分离抑制的周期性激励研究

工程热物理学报 2010年第1期31卷 36-39页

作者：刘飞胡亚涛刘敏甘加业吴克启华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北武汉430074

本文采用大涡模拟对平板前缘分离在周期性来流激励作用下的流动结构进行了数值研究。将计算得到的结果与实验数据进行了对比。在此基础上,对涡量等值面和Q准则可视化手段进行了比较。通过研究不同外部周期性激励频率抑制分离的效果,讨... 详细信息

本文采用大涡模拟对平板前缘分离在周期性来流激励作用下的流动结构进行了数值研究。将计算得到的结果与实验数据进行了对比。在此基础上,对涡量等值面和Q准则可视化手段进行了比较。通过研究不同外部周期性激励频率抑制分离的效果,讨论了有效外部扰动频率与分离区域特征频率的关系。结果显示,外部频率为f_(shear)、f_(shed)、1/2f_(shear_时分离抑制明显,其中1/2f_(shear)效果最佳。当分离区域显著减小时,流动具有明显的周期性;当在外部扰动作用下的分离抑制效果很弱时,外部扰动无法直接在分离区域中促成对应尺度的涡生成。

关键词：周期性激励非定常抑制分离 Q准则

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三维串列双圆柱绕流气动流场及声场模拟

工程热物理学报 2008年第3期29卷 403-406页

作者：刘敏刘飞胡亚涛甘加业王嘉冰吴克启华中科技大学能源与动力工程学院湖北武汉430074

数值模拟三维串列双圆柱在不同间距比下湍流流态及其辐射声场。采用大涡模拟(LES)求解非定常不可压缩Navier-Stokes方程得到瞬时流场数据,从而得到声源相关数据,求解基于FW-H积分方程的Farassat-1A方程计算载荷噪声得到相应声场分布。... 详细信息

数值模拟三维串列双圆柱在不同间距比下湍流流态及其辐射声场。采用大涡模拟(LES)求解非定常不可压缩Navier-Stokes方程得到瞬时流场数据,从而得到声源相关数据,求解基于FW-H积分方程的Farassat-1A方程计算载荷噪声得到相应声场分布。通过对不同间距比下相应的声场及观测点的声压频谱图进行比较可以发现:随着间距的变化,流场呈现出3种不同的流态,其声场也呈现不同的特点,在临界间距比下,总噪声值最大.

关键词：串列圆柱气动声场气动流场大涡模拟临界间距比

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贯流风机涡结构与噪声特性的数值研究

工程热物理学报 2009年第1期30卷 44-46页

作者：刘飞王嘉冰胡亚涛刘敏甘加业吴克启华中科技大学能源与动力工程学院湖北武汉430074

本文采用大涡模拟对空调室内机中贯流风机的内流进行了数值计算,结果显示了以偏心涡为代表的复杂非定常流动细节。计算结果表明,贯流风机气流两次进出叶轮,叶片尾缘、蜗舌处出现明显的脱落涡结构。叶轮周围监测点上出现了三个特征频率,... 详细信息

本文采用大涡模拟对空调室内机中贯流风机的内流进行了数值计算,结果显示了以偏心涡为代表的复杂非定常流动细节。计算结果表明,贯流风机气流两次进出叶轮,叶片尾缘、蜗舌处出现明显的脱落涡结构。叶轮周围监测点上出现了三个特征频率,分别对应叶片通过频率、叶片脱落涡频率以及蜗舌后缘的脱落涡频率,不同的特征点上表现出不同的频谱特性。另外,通过LEE方程中的声源项分布得到了贯流风机的主要噪声源区域,继而对蜗舌和叶轮等主要音源表面的远场辐射噪声频谱进行了分析,为后续的实验研究提供参考。

关键词：贯流风机偏心涡脱落涡远场噪声