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变工况下轴向非均匀凹槽叶顶的实验研究

工程热物理学报 2018年第11期39卷 2398-2403页

作者：孟庆鹤陈绍文李伟航王松涛哈尔滨工业大学发动机气体动力研究中心哈尔滨150001

本文通过低速平面叶栅风洞实验的方法,将轴向非均匀间隙与叶顶凹槽进行结合,分析了其在不同工况下的性能及流场结构。结果表明:非均匀间隙适用于凹槽叶顶,在各个方案中均能显著降低能量损失系数(最高8.9%),并提高通流流量(最高1.53%);... 详细信息

本文通过低速平面叶栅风洞实验的方法,将轴向非均匀间隙与叶顶凹槽进行结合,分析了其在不同工况下的性能及流场结构。结果表明:非均匀间隙适用于凹槽叶顶,在各个方案中均能显著降低能量损失系数(最高8.9%),并提高通流流量(最高1.53%);攻角的增大导致端壁处泄漏涡低压区增大,并延迟了泄漏涡抬离壁面,继而在下游引发了高损失区的扩大;轴向非均匀间隙下出口气流欠偏转现象更加明显,而正攻角条件下的欠偏转现象有所减轻。

关键词：涡轮平面叶栅叶顶凹槽轴向非均匀间隙实验研究

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抽吸布局对弯曲叶栅气动性能的影响

工程热物理学报 2018年第10期39卷 2152-2158页

作者：丁骏王松涛朱伟徐皓王仲奇哈尔滨工业大学发动机气体动力研究中心哈尔滨150001 杭州汽轮动力集团有限公司杭州310016

为了充分发挥附面层抽吸对叶栅流动的控制作用,通过数值模拟,将两种典型的附面层抽吸槽布局与不同弯曲叶片相结合以研究复杂三维气动布局对扩压叶栅气动性能的影响。全叶高的吸力面抽吸能有效抑制吸力面中部的附面层发展,对降低叶栅主... 详细信息

为了充分发挥附面层抽吸对叶栅流动的控制作用,通过数值模拟,将两种典型的附面层抽吸槽布局与不同弯曲叶片相结合以研究复杂三维气动布局对扩压叶栅气动性能的影响。全叶高的吸力面抽吸能有效抑制吸力面中部的附面层发展,对降低叶栅主流损失最为有效;结合一定的叶片正弯曲,在叶片吸力面吸除进口流量2.27%的流体,最优的弯曲吸附式叶栅能将主流损失下降37.35%;但吸力面抽吸对角区分离的控制作用有限,裕度并未得到有效拓宽。紧贴于吸力面的端壁抽吸能有效吸除端区的低能流体,通过对角区分离的针对性控制,有效拓宽叶栅的工作范围;结合较小的叶片弯曲,仅在端区吸除进口流量1.48%的流体,便可将叶片的有效正攻角提高129.7%。

关键词：吸附式叶栅弯曲叶片轴流压气机数值仿真

主/被动流动联合控制技术对高负荷扩压叶栅流场结构及损失的影响

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机械工程学报 2016年第22期52卷 161-167页

作者：张龙新王松涛刘勋丁骏王仲奇哈尔滨工业大学发动机气体动力研究中心哈尔滨150001 哈尔滨船舶锅炉涡轮机研究所哈尔滨150078

为精简附面层抽吸结构、提升吸附式压气机的工程应用性,提出将串列叶栅技术与端壁附面层抽吸技术相结合的主/被动流动联合控制技术。以某多级高负荷吸附式压气机末级静子作为研究对象,借助数值模拟的方法,探讨串列叶栅技术、端壁附面层... 详细信息

为精简附面层抽吸结构、提升吸附式压气机的工程应用性,提出将串列叶栅技术与端壁附面层抽吸技术相结合的主/被动流动联合控制技术。以某多级高负荷吸附式压气机末级静子作为研究对象,借助数值模拟的方法,探讨串列叶栅技术、端壁附面层抽吸技术以及主/被动流动联合控制技术对原型扩压叶栅内部流场结构及气动损失的影响。研究结果表明,主/被动流动联合控制技术结合了两种流动控制技术的优势,对原型高负荷扩压叶栅内部复杂流动的控制效果明显优于单一流动控制技术,通过应用更少的附面层抽吸量,有效地抑制了角区失速的促发,缓解了二维叶型分离流动,叶栅出口参数沿展向分布更为均匀,当端壁附面层抽吸总量为进口流量的0.90%时,总压损失降低了59%。

关键词：航空发动机高负荷压气机串列叶栅附面层抽吸联合控制技术

设计工况下非轴对称端壁造型方法对涡轮动叶性能的影响

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大连海事大学学报 2019年第1期45卷 96-101页

作者：张洪鑫李燕飞陈绍文王松涛王仲奇哈尔滨工业大学发动机气体动力研究中心哈尔滨150001

为揭示非轴对称端壁控制涡轮动叶二次流的物理机制,采用三角函数造型方法,对设计工况下某一燃气涡轮的第一级动叶进行数值研究.结果表明,只有在合适的非轴对称端壁半径扰动量下,才能获得较好的气动收益;扰动半径在5%～10%叶高内,性能会... 详细信息

为揭示非轴对称端壁控制涡轮动叶二次流的物理机制,采用三角函数造型方法,对设计工况下某一燃气涡轮的第一级动叶进行数值研究.结果表明,只有在合适的非轴对称端壁半径扰动量下,才能获得较好的气动收益;扰动半径在5%～10%叶高内,性能会有所提升.相对于造型幅值,气动性能对造型几何位置更为敏感.本文采用的三角函数造型法主要通过合理降低横向压力梯度,推迟通道涡发展,从而减弱通道涡强度和维度,进而降低流动损失.

关键词：非轴对称端壁三角函数造型法气动性能通道涡

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鳍梢小翼对船舶减摇鳍性能的影响

大连海事大学学报 2021年第2期47卷 35-44页

作者：杨海超黄振宇钟兢军上海海事大学商船学院上海201306

为改善鳍梢周围的流动结构并提高减摇鳍的综合性能,对加装鳍梢小翼的船舶减摇鳍进行数值研究,分析了减摇鳍在攻角和水流速度一定条件下,有/无鳍梢小翼以及小翼不同安装位置对减摇鳍流场和性能的影响.研究结果表明,加装鳍梢小翼可增加减... 详细信息

为改善鳍梢周围的流动结构并提高减摇鳍的综合性能,对加装鳍梢小翼的船舶减摇鳍进行数值研究,分析了减摇鳍在攻角和水流速度一定条件下,有/无鳍梢小翼以及小翼不同安装位置对减摇鳍流场和性能的影响.研究结果表明,加装鳍梢小翼可增加减摇鳍的升力,合理的安装方式可使升力提高18.4%;相对其他位置,小翼加装在减摇鳍鳍梢上方效果更好.鳍梢小翼的加装减小了鳍梢两侧水流压差,削弱了旋涡的影响,改善了减摇鳍鳍梢周围的流场环境.

关键词：减摇鳍鳍梢小翼流动特性数值计算

高负荷轴流式电辅助增压器的初步设计与性能研究

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大连海事大学学报 2019年第2期45卷 85-92页

作者：滕瀚陈帝云吴宛洋钟兢军大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026 上海海事大学商船学院上海201306

为解决增压发动机涡轮迟滞效应所带来的环境和操纵性问题,从实际使用角度出发,参考国内外的设计技术标准,采用轴流压气机的形式,为大功率发动机设计了一款在设计工况点流量为0.53 kg/s、总压比为1.3、等熵效率为86.95%的电辅助增压器.... 详细信息

为解决增压发动机涡轮迟滞效应所带来的环境和操纵性问题,从实际使用角度出发,参考国内外的设计技术标准,采用轴流压气机的形式,为大功率发动机设计了一款在设计工况点流量为0.53 kg/s、总压比为1.3、等熵效率为86.95%的电辅助增压器.通过全三维数值模拟方法,对电辅助增压器的性能进行计算,得到流场细节和设计转速下的性能曲线,并对设计工况点和近失速工况点的流动状态和造成流动损失的原因进行分析.

关键词：高负荷涡轮迟滞电辅助增压器轴流压气机

定常抽吸与非定常脉动抽吸对高负荷压气机叶栅性能的影响

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大连海事大学学报 2018年第4期44卷 92-98页

作者：张洪鑫陈绍文王松涛王仲奇哈尔滨工业大学发动机气体动力研究中心哈尔滨150001

提出一种新的非定常流动控制技术——非定常脉动抽吸,并将其应用到某高负荷压气机中,以达到控制流动分离的目的.在时均抽吸量ms=0. 4%和ms=0. 53%时,相比定常抽吸,在一个给定的激励频率范围内,非定常脉动抽吸在降低总压损失系数方面均... 详细信息

提出一种新的非定常流动控制技术——非定常脉动抽吸,并将其应用到某高负荷压气机中,以达到控制流动分离的目的.在时均抽吸量ms=0. 4%和ms=0. 53%时,相比定常抽吸,在一个给定的激励频率范围内,非定常脉动抽吸在降低总压损失系数方面均显示出很大的优势,且分别存在一个最佳的激励频率,使得总压损失减小分别达9. 4%和14. 2%.在相同时均抽吸量下,非定常脉动抽吸控制流动分离的效果明显优于定常抽吸,其中,在时均抽吸量ms=0. 29%时,非定常脉动抽吸相比定常抽吸损失减小了11. 6%.

关键词：高负荷压气机非定常脉动抽吸流动分离激励频率

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轴流压气机旋转失速特征分析方法

华中科技大学学报（自然科学版） 2016年第8期44卷 11-14,19页

作者：王永亮康达钟兢军刘子豪大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026

鉴于压气机失速特征分析通常借助时域信号或傅里叶变换频域信号完成,较难捕捉其瞬态特征,为此将具备辨识信号瞬时细节特征的小波分析法引入轴流压气机旋转失速的特征分析中,基于节流阀模型,对某跨声速压气机转子进行了准三维非定常数值... 详细信息

鉴于压气机失速特征分析通常借助时域信号或傅里叶变换频域信号完成,较难捕捉其瞬态特征,为此将具备辨识信号瞬时细节特征的小波分析法引入轴流压气机旋转失速的特征分析中,基于节流阀模型,对某跨声速压气机转子进行了准三维非定常数值模拟,并对压气机在失速过程中静压信号的瞬时细节特征进行了小波分析.结果表明:给出的分析方法能够有效地捕捉到压气机稳态失速和动态失速过程的时频特征,可应用于压气机失速特征信号的检测和分析.

关键词：轴流压气机旋转失速小波分析数值模拟检测和分析

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支板对燃气轮机排气蜗壳性能影响的数值研究

大连海事大学学报 2015年第4期41卷 47-52页

作者：吴宛洋钟兢军陆华伟阚晓旭大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026

在进行燃气轮机排气蜗壳风洞实验时,为提高排气蜗壳的稳定性及安全性,通常在其进口前端引入支板来支撑壳体.通过数值仿真软件ANSYS CFX对引入支板结构前后的两种流场进行数值研究,分析不同截面总压损失系数及流线分布规律,获得两种流动... 详细信息

在进行燃气轮机排气蜗壳风洞实验时,为提高排气蜗壳的稳定性及安全性,通常在其进口前端引入支板来支撑壳体.通过数值仿真软件ANSYS CFX对引入支板结构前后的两种流场进行数值研究,分析不同截面总压损失系数及流线分布规律,获得两种流动特性的对比结果.结果表明,在蜗壳进口前增设支板结构对排气蜗壳气动性能无显著影响,可通过实验获得排气蜗壳相应气动性能参数.

关键词：燃气轮机排气蜗壳支板数值模拟