本文關(guān)鍵詞：通流模型在組合壓氣機(jī)設(shè)計(jì)與分析中的應(yīng)用

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【摘要】：由于計(jì)算流體力學(xué)的出現(xiàn)和三維N-S方程計(jì)算軟件的發(fā)展,通流方法逐漸退出一枝獨(dú)秀的葉輪機(jī)械設(shè)計(jì)舞臺,變成現(xiàn)代設(shè)計(jì)工具鏈中的一員。但是,通流方法還是現(xiàn)代壓氣機(jī)和渦輪設(shè)計(jì)過程的基石,還是設(shè)計(jì)者們的最重要工具。傳統(tǒng)通流方法已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代航空風(fēng)扇/壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)和分析要求,基于周向平均Navier-Stokes方程的現(xiàn)代通流方法應(yīng)運(yùn)而生。本文以基于周向平均Navier-Stokes方程的通流理論為基礎(chǔ),首先推導(dǎo)了通流模型的控制方程,并介紹了控制方程中未知項(xiàng)的�；椒āｋS后對通流模型中控制方程的數(shù)值解法的選擇及應(yīng)用展開討論,并以經(jīng)典的“零壓力梯度下平板附面層發(fā)展”算例和“跨音速凸包”算例驗(yàn)證數(shù)值解法的正確性。最終完成通流計(jì)算軟件和通流預(yù)處理軟件的編譯。依次選取了“NASA Rotor 67”,“某3.5級軸流壓氣機(jī)”,“Krain離心葉輪”和“某軸流-離心組合壓氣機(jī)”作為算例對通流計(jì)算軟件和通流預(yù)處理軟件進(jìn)行了校核。計(jì)算結(jié)果表明,本文的通流計(jì)算軟件具備快速生成風(fēng)扇/壓氣機(jī)特性線和分析風(fēng)扇/壓氣機(jī)子午面流場信息的能力,通流預(yù)處理軟件則能夠快速精確生成通流計(jì)算軟件所需的所有輸入條件。
【關(guān)鍵詞】：通流計(jì)算 壓氣機(jī) 周向平均 模型
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V233
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注釋表10-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 研究背景及意義12-14
• 1.2 通流模型14-18
• 1.2.1 傳統(tǒng)通流模型15
• 1.2.2 基于周向平均Euler方程的通流模型15-17
• 1.2.3 基于周向平均N-S方程的通流模型17-18
• 1.3 本文主要工作18-19
• 第二章 控制方程19-37
• 2.1 控制方程組21-24
• 2.2 通流計(jì)算中的模型24-35
• 2.2.1 Baldwin-Lomax模型24-29
• 2.2.1.1 內(nèi)層24-28
• 2.2.1.2 外層28-29
• 2.2.1.3 尾跡29
• 2.2.2 無粘葉片力模型29-31
• 2.2.2.1 堵塞項(xiàng)29-30
• 2.2.2.2 流體偏轉(zhuǎn)項(xiàng)30-31
• 2.2.3 粘性葉片力模型31-33
• 2.2.4 非設(shè)計(jì)狀態(tài)下落后角和損失的關(guān)聯(lián)33-35
• 2.2.4.1 參考攻角33-34
• 2.2.4.2 非設(shè)計(jì)狀態(tài)的落后角和損失34-35
• 2.3 最終控制方程35-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第三章 控制方程的數(shù)值解法37-52
• 3.1 有限體積法37-39
• 3.2 通量的空間離散39-43
• 3.2.1 無粘通量的空間離散39-42
• 3.2.2 粘性通量的空間離散42-43
• 3.3 控制方程的時(shí)間推進(jìn)43
• 3.4 定解條件43-46
• 3.4.1 初始條件43-44
• 3.4.2 邊界條件44-46
• 3.4.2.1 進(jìn)口邊界條件44
• 3.4.2.2 出口邊界條件44-45
• 3.4.2.3 壁面邊界條件45-46
• 3.5 通流預(yù)處理軟件46-51
• 3.5.1 網(wǎng)格46-48
• 3.5.2 中弧線48-50
• 3.5.3 堵塞系數(shù)50-51
• 3.6 本章小結(jié)51-52
• 第四章 基于周向平均N-S方程通流模型的驗(yàn)證52-68
• 4.1 零壓力梯度下平板附面層發(fā)展52-53
• 4.2 跨音速凸包53-57
• 4.3 NASA Rotor 6757-61
• 4.4 某 3.5 級軸流壓氣機(jī)61-63
• 4.5 Krain離心葉輪63-65
• 4.6 某組合壓氣機(jī)65-67
• 4.7 本章小結(jié)67-68
• 第五章 結(jié)論與展望68-69
• 5.1 本文主要工作總結(jié)68
• 5.2 研究展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-75
• 致謝75-76
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76-77
• 附錄A 方程推導(dǎo)77-93
• A.1 柱坐標(biāo)系下的N-S方程組77-79
• A.2 N-S方程組的雷諾平均79-82
• A.3 N-S方程組的無量綱化82-85
• A.4 N-S方程組的周向平均85-88
• A.5 一般曲線坐標(biāo)系下的N-S方程組88-93

【參考文獻(xiàn)】

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2 朱榮國;使用非正交曲線座標(biāo)與速度分量S_2流面反問題流場線松弛解[J];工程熱物理學(xué)報(bào);1980年01期

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1 鄭華盛;流體力學(xué)高精度數(shù)值方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2005年

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本文編號：891457