叶尖泄漏流动论文-周治华

叶尖泄漏流动论文-周治华

导读:本文包含了叶尖泄漏流动论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:燃气涡轮,动叶,叶尖泄漏流,小翼叶尖

叶尖泄漏流动论文文献综述

周治华[1](2019)在《涡轮叶尖泄漏流动控制及传热特性研究》一文中研究指出燃气涡轮动叶叶顶间隙的存在,不仅引起涡轮气动性能下降,高温泄漏流对叶尖加热致使叶尖区局部温度过高,还可造成叶尖区域氧化及烧蚀,导致性能下降甚至动叶失效。因此,对燃气涡轮动叶叶尖设计而言,不仅需要采用更合理的叶尖结构来控制泄漏流动、改善涡轮气动性能,还要求对叶尖进行有效冷却,以满足冷却设计需求。本文的研究从叶尖泄漏流动控制及叶尖传热冷却两个方面展开。传统的肋条叶尖具有结构简单并能有效控制叶尖泄漏流动的优势,因而被广泛应用于涡轮动叶中。本文尝试改进叶尖结构,以期进一步减小叶栅气动损失,并降低动叶效率随间隙的变化率。不同叶尖结构的泄漏流动存在一定差异,直接影响叶尖区域的传热,而叶尖传热是冷却的基础。因此,在细致分析叶尖区域传热的基础上开展叶尖及机匣冷却研究,以降低叶尖及机匣表面的温度及热负荷。首先构建了叶尖参数化模型,通过数值方法对平面叶栅叶尖进行气动优化。优化的小翼凹槽叶尖降低了叶尖泄漏流量,同时削弱了叶尖泄漏涡和上通道涡强度,获得较凹槽叶尖更低的叶栅出口气动损失和损失随间隙的变化率。压力侧小翼叶尖虽减小了叶尖泄漏涡损失,但增加了上通道涡损失;吸力侧小翼有效减弱了上通道涡和泄漏涡强度,并将泄漏涡推离叶片吸力侧。平面叶栅试验的端壁流场显示及出口损失分布验证了小翼叶尖控制泄漏流动、改善叶栅气动性能的有效性。对小翼叶尖的关键参数小翼宽度和倾角研究表明,增大压力侧小翼倾角增加了压力侧肋条上方的收缩系数,有利于降低叶尖相对泄漏流量;而增加吸力侧小翼宽度降低了叶栅出口总损失。对小展弦比燃气涡轮动叶叶尖开展气动优化,结果表明小翼凹槽叶尖有效地提升了涡轮级效率,并降低了级效率随间隙的变化率。与低速平面叶栅小翼凹槽叶尖作用机制不同的是,燃气涡轮动叶中优化的小翼叶尖增加了叶尖泄漏涡损失。叶尖泄漏损失增加原因在于:一方面小翼叶尖增大了凹槽内部损失;另一方面,延伸至叶尖喉部位置的吸力侧小翼增加了叶尖中后部泄漏驱动压差,这将增大叶尖泄漏流与主流掺混速度及掺混损失。对单侧小翼叶尖的研究表明,压力侧小翼有效控制了叶尖泄漏流动,但增加了上通道涡损失;吸力侧小翼降低上通道涡损失的同时增大了泄漏涡损失,增加吸力侧小翼宽度能提升涡轮级效率。叁维非定常分析表明,小翼凹槽叶尖获得更高的时均效率和更低的时均泄漏流量,且气动性能随时间脉动更小。结合压力侧小翼和吸力侧小翼的叶尖设计,能进一步提高涡轮气动效率。叶栅气动参数和叶尖几何直接影响叶尖各部分传热,增加Re数增大了叶尖区传热,但对叶尖泄漏流动影响较弱;增加叶栅出口Ma数增强了叶尖泄漏流动,致使叶尖传热发生变化,但不同区域变化趋势并不一致,亚声速区传热随出口Ma数增加而增强,而超声速区呈相反趋势。同时,详细探讨了凹槽叶尖传热变化规律,对叶尖传热进行分解分析显示,叶尖不同部分的传热差异明显。泄漏流强度、泄漏流在间隙内的分离及再附、流道内泄漏涡强度及其与叶片表面相对位置会显着影响叶尖及机匣热负荷。吸力侧小翼叶尖使得泄漏涡远离叶片吸力面,有利于降低叶尖热负荷,在实现叶栅出口损失降低的同时,抵消因叶尖传热面积增大而引起的叶尖热负荷升高。基于叶尖传热特性,对叶尖及机匣表面进行冷却。叶顶冷却降低了叶尖表面温度和热负荷;压力面靠近叶尖冷却降低了压力面靠近叶尖区、压力侧肋条表面及叶尖尾缘的温度;机匣冷气缝冷却减小了机匣、叶尖凹槽表面及吸力面叶尖区的温度及热负荷。单独采用叶顶喷气、压力面靠近叶尖喷气及机匣喷气仅获得了叶尖及机匣局部的冷却效果,综合采用以上叁种冷却方式实现了整个叶尖及机匣的冷却。合理的叶顶冷气孔布置、机匣冷气缝设计及冷气参数设定有利于提高叶尖及机匣冷却效率和净热负荷减少量。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01)

高雁飞,柳阳威,陆利蓬[2](2019)在《压气机叶尖泄漏流动中基于旋转的κ-ε模型修正》一文中研究指出本研究采用了Realizable k-ε模型(RKE)对低速大尺寸压气机转子的叶尖泄漏流动进行模拟,并提出了一种新的湍流模型修正思路,在湍动能输运方程中将旋转效应引入生成项,从而改善模型对湍动能输运特性的模拟。本文对比了数值模拟与实验的结果,通过对使用修正前后模型得到的平均流场和湍流场进行分析,可以发现原始RKE模型无法准确预测泄漏流动中的湍流结构,基于螺旋度修正模型得到的流场湍流特性与实验结果更为接近,湍动能的生成得到加强,分布也更为合理。这表明在叶尖泄漏流动中,湍流的非平衡输运特性起到了非常大的作用。(本文来源于《工程热物理学报》期刊2019年03期)

付云峰,孟睿,俞建阳,陈浮,宋彦萍[3](2018)在《球底蜂窝组合叶顶对涡轮叶尖泄漏流动的控制》一文中研究指出本文提出一种新型球底蜂窝组合叶顶结构,数值研究了其对涡轮叶栅叶顶间隙流场的影响,并探讨了底部球形结构相对几何深度对泄漏流动的影响规律。结果表明:蜂窝腔内形成旋涡改变间隙流场结构,球底蜂窝组合结构加强了该类旋涡,对泄漏流动具有更好的抑制效果;与平顶叶栅相比,蜂窝叶顶和球底蜂窝组合叶顶叶栅泄漏量分别减小了11.18%和15.13%,损失降低了8.17%和10.42%;另外,间隙泄漏量和损失均随球底蜂窝组合结构的球底几何深度呈抛物线变化,球底深度为1/6球径时,叶栅具有最小的泄漏量和损失。(本文来源于《工程热物理学报》期刊2018年11期)

Alexej,Pogorelov,Matthias,Meinke,Wolfgang,Schroder[4](2018)在《轴流风机叶尖泄漏流动的大涡模拟(英文)》一文中研究指出本文采用大涡模拟(LES)的方法研究了在基于外壳直径的雷诺数为9.36×105条件下5叶片的轴流式风扇的流动特性,并且着重分析了叶尖泄漏的流动现象。本文使用了基于有限体积法和分层笛卡尔网格的可压流求解器进行数值计算,并应用了体积守恒的切割网格方法处理风扇几何结构的浸入式边界。同时开发了用于笛卡尔网格的旋转周期性边界条件,这样只需分析由2.5亿网格构造的包含一片叶片的72°区域。该研究首先对网格质量进行了分析,之后讨论了瞬态和时均流场的特性,并与使用RANS的5叶片模拟结果进行了对比。RANS和LES模拟结果的主要不同之处体现在叶尖泄漏涡尾流中的湍流动能。本文进而研究了叶尖间隙对叶尖泄漏涡的影响。研究表明,间隙的大小会影响叶尖泄漏涡的大小形状。此外,间隙中更多的分离现象和反向旋转涡会导致较低的湍流动能。(本文来源于《风机技术》期刊2018年01期)

姜涛[5](2016)在《压气机叶尖几何对叶尖泄漏流动影响数值模拟研究》一文中研究指出对理想的台阶形状叶尖(原始叶尖)做模拟,在间隙网格稀少的时候,不仅不能将泄漏气体在叶顶靠近压力面侧分离区(维纳收缩)模拟出来,而且计算的泄漏流量值偏高。在实际情况下,往往由于加工误差和磨损,叶尖出现圆角。在这种情况下,泄漏流量与原始叶尖相比增加,而且维纳收缩效应减弱。(本文来源于《北京力学会第二十二届学术年会会议论文集》期刊2016-01-09)

叶尖泄漏流动论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本研究采用了Realizable k-ε模型(RKE)对低速大尺寸压气机转子的叶尖泄漏流动进行模拟,并提出了一种新的湍流模型修正思路,在湍动能输运方程中将旋转效应引入生成项,从而改善模型对湍动能输运特性的模拟。本文对比了数值模拟与实验的结果,通过对使用修正前后模型得到的平均流场和湍流场进行分析,可以发现原始RKE模型无法准确预测泄漏流动中的湍流结构,基于螺旋度修正模型得到的流场湍流特性与实验结果更为接近,湍动能的生成得到加强,分布也更为合理。这表明在叶尖泄漏流动中,湍流的非平衡输运特性起到了非常大的作用。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

叶尖泄漏流动论文参考文献

[1].周治华.涡轮叶尖泄漏流动控制及传热特性研究[D].哈尔滨工业大学.2019

[2].高雁飞,柳阳威,陆利蓬.压气机叶尖泄漏流动中基于旋转的κ-ε模型修正[J].工程热物理学报.2019

[3].付云峰,孟睿,俞建阳,陈浮,宋彦萍.球底蜂窝组合叶顶对涡轮叶尖泄漏流动的控制[J].工程热物理学报.2018

[4].Alexej,Pogorelov,Matthias,Meinke,Wolfgang,Schroder.轴流风机叶尖泄漏流动的大涡模拟(英文)[J].风机技术.2018

[5].姜涛.压气机叶尖几何对叶尖泄漏流动影响数值模拟研究[C].北京力学会第二十二届学术年会会议论文集.2016

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叶尖泄漏流动论文-周治华
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