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蒸汽轮机末级静叶沟槽除湿方法的数值模拟

热能动力工程 2008年第2期23卷 117-121页

作者：徐亮颜培刚黄洪雁韩万金哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

在某蒸汽轮机末级静叶叶栅压力面中后部表面上设置了"后仰"的除湿沟槽,通过全三维两相流动数值模拟,探讨了该除湿沟槽的除湿机理。数值计算结果表明,设计的除湿沟槽能在槽道内建立起沿叶高方向的负压力梯度,正是因这种压力分布使槽道内... 详细信息

在某蒸汽轮机末级静叶叶栅压力面中后部表面上设置了"后仰"的除湿沟槽,通过全三维两相流动数值模拟,探讨了该除湿沟槽的除湿机理。数值计算结果表明,设计的除湿沟槽能在槽道内建立起沿叶高方向的负压力梯度,正是因这种压力分布使槽道内的流体具有向上运动的能力,这样便于沟槽内的液体水向叶片顶部端壁汇聚,进而排流出叶栅流道。计算结果还表明,该除湿沟槽对蒸汽流道的汽动参数(压力和干度等)分布几乎没有形成影响。

关键词：除湿沟槽静叶片湿蒸气两相流动

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叶片正弯对间隙流动的影响

工程热物理学报 1997年第4期18卷 429-434页

作者：韩万今黄洪雁侯建东王仲奇哈尔滨工业大学哈尔滨150001

详细测量了常规直叶片与正弯叶片栅间隙内与上、下游流场，比较两套叶栅的实验结果发现：叶片正弯减小了叶顶后3／5轴向弦长范围内的横向压力梯度，并消除了上通道涡，因而大大削弱了泄漏流与瑞壁横流之间的相互干扰，相对漏气量与叶栅... 详细信息

详细测量了常规直叶片与正弯叶片栅间隙内与上、下游流场，比较两套叶栅的实验结果发现：叶片正弯减小了叶顶后3／5轴向弦长范围内的横向压力梯度，并消除了上通道涡，因而大大削弱了泄漏流与瑞壁横流之间的相互干扰，相对漏气量与叶栅流动损失都显著降低．

关键词：涡轮叶栅正弯叶片叶顶间隙叶栅间隙流动

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冷却流量变化对叶栅冷却效果影响的数值模拟

推进技术 2009年第5期30卷 561-565,603页

作者：姜澎陈凯孙阳黄洪雁冯国泰王仲奇哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

采用气流流场与叶栅温度场耦合求解的数值模拟方法,研究了涡轮冷却叶栅前缘附近有冲击冷却结构时冷却流量变化对叶栅冷却效果的影响。计算结果表明:冷却流量增大,冷却气流射入主流场的穿透能力增强,在卵形涡对的诱导下,高温燃气绕过冷... 详细信息

采用气流流场与叶栅温度场耦合求解的数值模拟方法,研究了涡轮冷却叶栅前缘附近有冲击冷却结构时冷却流量变化对叶栅冷却效果的影响。计算结果表明:冷却流量增大,冷却气流射入主流场的穿透能力增强,在卵形涡对的诱导下,高温燃气绕过冷却气体并包围住了冷却气流核心区域,使其远离壁面。同时,冷却气体与主流相互作用发生掺混的能力增强,温度很快升高,对叶栅壁面的气膜保护作用降低;冷却流量增大,主冷却腔和冲击冷却腔内部流速增大,换热效应增强,内壁面冷却气流带走的热量加大。

关键词：冷却涡轮叶栅冲击换热

Experimental and Numerical Study of Wall Flow Pattern of Turbine Cascade with Tip Clearance

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Chinese Journal of Aeronautics 2001年第4期14卷 210-216页

作者：杨庆海黄洪雁韩万今王仲奇哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨 150001

By means of flow visualization on the wall surface and three dimensional flow field numerical simulation for the turbine cascade with 3.6% relative tip clearance, characteristics of the wall flow of the turbine cascade with large tip clearance is analyzed. The flow pattern on the wall surface near the trailing edge is especially discussed in detail by numerical simulation. Results of the experimental and numerical simulation show that the flow near the cascade trailing edge is very complex, and the wall flow patterns near the upper and down trailing edges are clearly different due to the influence of blade tip clearance.

关键词： Axial flow turbomachinery Cascades (fluid mechanics) Computer simulation Flow patterns Flow visualization Wall flow

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端壁翼刀控制压气机叶栅二次流的机理研究

空气动力学学报 2005年第4期23卷 431-436页

作者：刘艳明钟兢军黄洪雁王松涛冯国泰北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100083 大连海事大学机电与材料工程学院辽宁大连116026 哈尔滨工业大学能源学院黑龙江哈尔滨150001

对CDA压气机直叶栅和具有不同流向位置和不同几何参数的端壁翼刀叶栅内三维粘性流场进行了数值模拟。结果表明,端壁翼刀主要通过阻断马蹄涡压力面分支汇入通道涡和有效产生反向翼刀涡来控制二次流。加装在距叶片压力面30%节距处且高度为... 详细信息

对CDA压气机直叶栅和具有不同流向位置和不同几何参数的端壁翼刀叶栅内三维粘性流场进行了数值模拟。结果表明,端壁翼刀主要通过阻断马蹄涡压力面分支汇入通道涡和有效产生反向翼刀涡来控制二次流。加装在距叶片压力面30%节距处且高度为1/3来流附面层厚度、占据前3/4流道的翼刀布置方式为本文所给出的最佳翼刀位置。

关键词：端壁翼刀二次流损失压气机叶栅

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上端壁翘曲对涡轮叶栅流场的影响

推进技术 2002年第1期23卷 36-39页

作者：黄洪雁王仲奇冯国泰哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

利用N S方程求解程序 ,对采用不同端壁结构的三套大转角涡轮叶栅进行了数值模拟 ,探讨了上端壁翘曲对涡轮叶栅内气流流动的影响。计算结果表明 ,上端壁翘曲后 ,上半翼展内的二次流流场发生了明显的变化。

关键词：非轴对称端壁涡轮叶栅涡轮效率数值仿真流场影响

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行星滚柱丝杠动力学特性分析及试验研究

推进技术 2018年第8期39卷 1841-1848页

作者：郭嘉楠何鹏黄洪雁刘占生黄玉平丁伟涛哈尔滨工业大学动力机械振动与噪声控制技术研究所黑龙江哈尔滨150001 北京精密机电控制设备研究所北京100076

准确的舵机模型是舵机系统控制及颤振分析的关键,为实现舵机模型快速而准确的控制,需要建立高精度的行星滚柱丝杠动力学模型。依据赫兹接触理论建立了考虑螺纹啮合刚度的行星滚柱丝杠动力学力学模型,搭建行星滚柱丝杠动力学特性试验台... 详细信息

准确的舵机模型是舵机系统控制及颤振分析的关键,为实现舵机模型快速而准确的控制,需要建立高精度的行星滚柱丝杠动力学模型。依据赫兹接触理论建立了考虑螺纹啮合刚度的行星滚柱丝杠动力学力学模型,搭建行星滚柱丝杠动力学特性试验台。试验结果表明:行星滚柱丝杠前两阶固有频率试验结果分别为195Hz和747Hz,与仿真结果误差小于6.7%,验证了模型准确性。研究了螺纹接触角和滚柱半径对行星滚柱丝杠啮合刚度以及行星滚柱丝杠的前两阶固有频率的影响。结果表明:螺纹接触角增加,会导致行星滚柱丝杠的螺纹啮合刚度及其第一、二阶固有频率增加;而滚柱半径的增加同样会使行星滚柱丝杠的螺纹啮合刚度增加,但其第一、二阶固有频率会在半径为某特定值时达到最大。

关键词：行星滚柱丝杠动力学特性接触分析试验研究固有特性分析

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蒸汽轮机末级应用海豚型静叶的数值仿真

吉林大学学报（工学版） 2008年第S2期38卷 28-33页

作者：徐亮颜培刚黄洪雁韩万金哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

分别对海豚型叶型和常规设计的蒸汽轮机叶型进行了一级全三维气液两相数值计算,对比发现所设计的海豚型叶型在改善常规叶型流场的气动性能、提高汽轮机轮周效率的同时,可以提高流道内叶片段区域的湿蒸汽干度,改善流道内湿蒸汽的分布。... 详细信息

分别对海豚型叶型和常规设计的蒸汽轮机叶型进行了一级全三维气液两相数值计算,对比发现所设计的海豚型叶型在改善常规叶型流场的气动性能、提高汽轮机轮周效率的同时,可以提高流道内叶片段区域的湿蒸汽干度,改善流道内湿蒸汽的分布。海豚型叶型具有短的扩压段,使激波和附面层干扰区域具有更强的防汽流脱落能力,这样可减少此区域内水膜被高速汽流急剧撕裂成二次水滴的可能。海豚型叶型通道内湿蒸汽湿度沿叶高的分布特点有利于在叶片上表面开设除湿槽,进行高效除湿。

关键词：动力机械工程汽轮机两相流海豚型叶片湿蒸汽

基于损伤力学和XFEM的舰船蒸汽轮机叶片裂纹扩展研究

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船舶力学 2018年第4期22卷 490-498页

作者：李亚政王峥孙亚非张广辉黄洪雁刘占生哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001 上海空间推进研究所上海200433

叶片作为舰船汽轮机的核心零部件,其在复杂工况下的低周疲劳寿命一直是备受关注的问题。传统的寿命预测方法大多是基于经验公式进行求解,没有考虑损伤累积对材料固有属性的影响,也没有对裂纹萌生和扩展过程进行全面的分析。文章以损伤... 详细信息

叶片作为舰船汽轮机的核心零部件,其在复杂工况下的低周疲劳寿命一直是备受关注的问题。传统的寿命预测方法大多是基于经验公式进行求解,没有考虑损伤累积对材料固有属性的影响,也没有对裂纹萌生和扩展过程进行全面的分析。文章以损伤力学的基本理论为基础,考虑叶片实际非对称循环的工作状态,引入平均应力的概念,推导叶片低周疲劳寿命的计算公式以及损伤随循环次数变化关系的表达式。同时基于有限元分析软件ABAQUS,使用XFEM方法模拟叶片裂纹扩展并进行低周疲劳寿命分析,并与所给出的理论计算结果进行对比。结果表明,所建立的基于损伤力学的低周疲劳寿命计算结果与基于扩展有限元的裂纹扩展模拟结果吻合较好,其对于舰船汽轮机叶片等工程结构的寿命预测具有一定价值。

关键词：疲劳寿命损伤力学 XFEM 裂纹扩展