一、Geometry Effects on Aerodynamics Performance of a Low Aspect Ratio Turbine Nozzle（论文文献综述）
冯瑞[1]（2021）在《氢燃料涡轮增程器之离心压气机分流叶片流场特性研究》文中提出随着全球工业化进程的高速发展,能源短缺和环境问题是不得不面对的问题,这对汽车行业提出了巨大挑战,迫使传统车辆向新能源汽车转变。由于目前技术的限制,车载电池能量密度较低、充电时间较长,这些方面的研究在短时间内难以有较大的突破,在一定程度上限制了公众对纯电动汽车的接纳程度。而氢燃料涡轮增程器是以氢气作为燃料,通过驱动涡轮发动机,带动发电机为动力电池充电,生成物清洁无污染,完美的解决了现存问题。在这之中,离心压气机是氢燃料涡轮增程器的核心部件之一,具有工作范围广、效率高、可靠性高等优点,其为燃烧室提供稳定且具有足够压力的气体环境,使氢气燃烧更充分,能量利用率高。离心压气机作为氢燃料涡轮增程器的进气供给装置,其合理设计,对整个系统起着举足轻重的作用。本文根据氢燃料涡轮增程器的进气要求为设计点,对离心压气机叶轮的性能展开研究,主要研究内容如下:（1）根据氢燃料涡轮增程器进气的要求,合理选择参数,设计离心压气机叶轮。利用五次Bézier曲线,通过控制点来调整叶片的角度,完成叶片的造型设计。采用叶片后弯,使得加载主要集中在叶片的后半部分,有利于提高叶轮效率。然后对设计的叶轮进行三维建模。（2）研究分流叶片周向位置对叶轮性能和内部流场的影响。结果表明:分流叶片偏向主叶片吸力面,能够有效抑制叶顶泄漏,削弱二次流的发展,可以改善压气机性能,提高其效率。但是偏移量过大,会导致叶轮性能迅速降低。所以,分流叶片周向偏移量存在最优解,其位于流道正中央,且偏向主叶片吸力面侧。（3）研究分流叶片长度对叶轮性能和内部流场的影响。结果表明:分流叶片太短或太长,均会造成叶轮性能降低。分流叶片过长,使叶轮进口处较窄,会使进口气流堵塞,影响进气;分流叶片过短,会使得主叶片承担较大的载荷,不能充分发挥分流叶片的作用。其长度存在最佳值,为主叶片的0.5倍时,等熵效率最大,此时,压比比设计压比略高。（4）研究分流叶片周向位置与长度耦合对叶轮性能和内部流体流动的影响。结果显示:在性能曲线中,在不同长度分流叶片的曲线上,效率最高点对应的分流叶片的周向位置是不同的。通过对比分析,分流叶片两参数耦合,对叶轮性能的影响规律大致为:随着分流叶片由短变长,等熵效率最高点对应的分流叶片周向位置,从主叶片吸力面向通道正中间移动,再从通道正中间向主叶片吸力面移动。
王兵[2]（2020）在《基于FFT方法的编织复合材料异形结构损伤失效研究》文中提出碳纤维织物增强复合材料具有高比刚度、高比强度、高损伤容限、良好的抗冲击性能以及灵活的可设计性,广泛应用于航空航天领域中承力结构部件。正确地分析及评价编织复合材料结构的力学性能是成功设计相关结构部件的关键。编织复合材料结构的力学行为强烈依赖于复杂的内部微细观结构及材料性能等诸多因素,尤其当宏观编织结构呈现扭曲等复杂结构形态时,如发动机叶片,其宏观的非线性与内部复杂的织物结构相关。基于唯象的实验方法是获取材料力学性能的直接手段,而数值模拟方法是揭示宏观结构在受外部载荷时内部损伤破坏过程的有效途径。本文发展了基于快速傅里叶变换（FFT）的复合材料性能分析方法,构建了高效的微细宏观多尺度数值仿真方法,分析了编织复合材料异形结构的宏观力学行为、有效性能及微细观损伤失效机理,并通过了实验验证。首先,本文从单胞模型、多尺度数值分析方法、不确定性量化及传递和复合材料异形结构力学性能研究等方面详细综述和分析了国内外编织复合材料力学性能分析方法的研究现状,形成发展高效且精确的多尺度计算框架研究编织复合材料扭曲异形结构的力学响应的基本思路。然后,发展了一种基于FFT的数值模拟方法,结合损伤失效模型,能够快速反馈微细观尺度周期性单胞模型的力学响应,正确揭示了结构内部的损伤失效机理。考虑到FFT方法在不同组分材料界面处存在明显的应力震荡,进一步提出了像素重构技术结合层合板理论优化应力、应变场的质量,保证了该数值方法的精确性。其次,从微观尺度出发,构建了纤维随机分布的单向复合材料周期性单胞模型,重点考虑了纤维界面相性能沿厚度方向指数变化以及单向纤维的纵向压缩失稳。利用所建立的非线性FFT数值模拟方法分析了复合材料在微观尺度的力学性能,为细观尺度编织复合材料纱线的力学性能提供了合理的信息输入。将各向异性损伤演化模型引入FFT算法中,进而对在不同载荷作用下的编织复合材料进行损伤失效分析。再次,针对编织复合材料异形结构,设计了不同扭曲角度试件及夹具,开展了悬臂梁实验,探究了不同扭曲角度试件的力学响应及失效机制。由于宏观结构扭曲变异,造成了内部织物结构存在随机不确定性,利用Micro-CT无损检测技术统计内部纱线几何特征信息,建立了多元高斯模型,对不确定性信息进行了量化,建立了高保真细观单胞模型。最后,将微细观尺度基于FFT的计算模型与宏观尺度有限元模型结合,形成了耦合FE-FFT的一致多尺度计算方法。其中,宏观结构采用有限元网格,单元积分点响应通过细观周期性单胞的分析结果更新。利用该方法探究了3D编织复合材料梁结构在三点弯曲载荷下的力学行为,通过与文献实验结果及其他数值方法对比,验证了所提出的多尺度数值模拟的可靠性与高效性。进一步将不确定性量化模型嵌入到耦合FE-FFT的一致多尺度计算方法中,在宏-细-微观各尺度内进行不确定性量化,并在不同尺度间进行传递,揭示了编织复合材料扭曲异形结构在悬臂梁载荷条件下的损伤失效机理。本论文研究方法同样适用于其他类型的编织复合材料异形结构,为编织复合材料在实际工程部件中的应用提供了可靠的理论依据。
徐杰[3]（2020）在《目的论视角下《赛车空气动力学》翻译实践报告》文中提出
李方韬[4]（2020）在《适用于机械式垂直钻井工具的新型控制机构研究》文中研究指明油气勘探开发环境的愈发复杂,这对钻井工艺提出了更严格的要求。油价低迷的经济环境下,如何降低油气开采成本是钻井行业必须要面临的问题。机械式垂直钻井技术依靠偏重块的动力作为纠斜的动力,仅依靠偏重块在重力作用下的偏转控制推靠机构进行连续纠斜,具有成本低、设备简单、可靠性好、能在高温环境下工作等优点,可以广泛应用于垂直钻探领域。机械式自动垂直钻具愈发成为降本增效的上佳选择。本文针对机械式垂直钻井工具提出了一种新的控制机构——喷嘴—水力平衡涡轮—盘阀控制机构（Nozzle hydraulic balance turbine disc valve control mechanism,简称为NTD控制机构）。研究该机构的性能并进行优化对提高机械式垂直钻井技术水平有重要意义。本文首先介绍了CFD数值模拟的技术原理,然后针对NTD机构的主要构件进行设计,最后利用CFD方法对NTD机构进行了数值模拟以探究其性能。NTD机构的启动性能跟涡轮的受力直接相关。涡轮叶片角度的变化、流体速度、喷嘴直径、喷嘴位置是影响水力涡轮的性能主要因素,其中随着随着叶片角度的增加,涡轮扭矩先增加后减少,随着流体速度、喷嘴直径的及喷嘴位置的增加,涡轮所受扭矩不断增加。喷嘴形状会影响射流的特征,收缩状的喷嘴能提供更好的动力,但会加剧对涡轮的冲蚀。喷嘴在偏重系统的带动下而运动,而在喷嘴射流作用下涡轮会带动盘阀跟随喷嘴的运动而运动,这称之为NTD机构的随动性。随动性是机构起作用的最主要特性。当喷嘴停止运动时,涡轮会继续地左右旋转,但最终会稳定下来。喷嘴偏离平衡位置越远,稳定的时间越长。在摩擦力的影响下,涡轮停止运动的时间小于无摩擦工况,且停留的位置会偏离平衡位置一定的角度,这就是NTD机构的位置控制精度极限。该极限与水力平衡涡轮的对称位置的构造有关。NTD控制机构实现了偏重平台与上盘阀之间的"软"连接,可消减上下盘阀的摩擦阻力及底部钻具振动对偏重平台的影响。该机构能有效提高钻井工具的控制精度,对提高我国垂直钻井工具的技术水平有重要意义。
杨成[5]（2020）在《渐缩肋化方通道中传热特性的数值研究》文中研究指明肋片扰流冷却广泛应用于太阳能空气加热器、换热器、透平叶片内部冷却等领域。透平叶片的内部冷却主要涉及叶片中间的蛇形流道,为达到强化传热的目的,通常将不同类型的肋片浇铸在冷却流道两个相对的壁面上。探究不同结构下强化传热的机理并找寻最优散热结构一直是研究的重点。本文通过数值计算的方法研究了渐缩肋化方通道中的传热特性,重点对于带有直肋、斜肋、V-down型肋和V-up型肋的渐缩通道进行分析,通过改变结构参数如相对肋间距、相对肋高、肋倾角、V型肋的夹角及通道渐缩角来研究其强化传热机理;另外以二次流强度为背景研究了不同类型的肋对于横截面平均纵向涡强度Ses与纵向涡强度Se的影响。研究结果表明:（1）从换热强度与纵向涡强度综合分析,对于渐缩肋化方通道综合传热而言,V-up型肋优于斜肋,斜肋优于V-down型肋,V-down型肋优于直肋。（2）对于带有直肋的渐缩方通道而言,相对肋间距和相对肋高越大时,其产生的纵向涡强度越大,传热增强的同时阻力系数变大。（3）对于带有斜肋的渐缩方通道而言,斜肋在一定程度上抑制纵向涡衰减的同时实现强化传热,相对肋间距为12.5时产生的纵向涡强度最大;相比其它倾角,45°的倾斜角产生的纵向涡强度Se和Nu/Nu0的值最大;等泵功率下倾斜角为（18）（15）°时渐缩带肋通道综合传热特性最佳。（4）对于带有V-down型肋和V-up型肋的渐缩方通道而言,夹角为45°时对应的Ses峰值、Se、Nu/Nu0和f/f0的值均最大;随着相对肋间距增大,纵向涡的影响范围大但是衰减速率快。（5）通道渐缩角越大,流体沿着流动方向被加速,导致阻力迅速增大,然而换热并没有提高太多,故渐缩角越大,综合传热性能越差。（6）肋化渐缩方通道中,由肋产生的纵向涡之间存在相互干涉,另外横截面平均纵向涡强度Se随着雷诺数的增大而增大。（7）Nu随着Se的增大而增大,除直肋外,带有斜肋、V-down型肋、V-up型肋的渐缩通道内纵向涡强度Se与Nu均存在对应关系,其最大误差分别为20%、15%和5%。
李金琼[6]（2020）在《基于粗糙度的离心泵气液两相流机理的研究》文中研究说明在机械加工和使用过程中,由于工业技术和运行条件的影响,会导致机械表面粗糙度发生改变,粗糙度的改变会影响离心泵的水力特性及运行稳定性。当离心泵在气液两相条件下运行时,粗糙度和气泡直径、含气率等多个因素共同影响着离心泵的流动特性,使离心泵内部流动更加复杂,结果可能会导致系统振动,甚至会严重堵塞叶轮流道的流通性,对其设备造成损坏。因此,基于粗糙度对离心泵气液两相流机理的研究就尤为重要,同时也为实际工程和设计提供重要的参考价值。本文在现有理论、试验研究和数值模拟的研究基础上,首先分析了在来流速度v为10m/s、攻角α为5°以及空化数s为0.6的条件下,局部粗糙度以及粗糙度大小对水翼的空化特性的影响;其次,在翼型空化的研究基础上,本文基于粗糙度对离心泵气液两相流机理进行了较为全面的定常与非定常的三维数值模拟计算。具体内容为:首先,进行了不同网格边界层和湍流模型的模拟计算,分析了网格边界层和湍流模型对计算结果和精度的影响;其次,探索了不同工况、不同进口含气率和不同气泡直径下,叶片的不同等级粗糙度对离心泵外特性和内部气液两相流的流动规律,并分析了粗糙度对叶片的径向力和轴向力分布规律的影响,同时在不同部件处设置了多个监测点,以探究不同工况下不同等级粗糙度对离心泵气液两相流的非定常特性规律;最后分析了进水管壁上不同等级粗糙度对气液两相流的特殊情况（即进口压力下降所导致的空化现象）的演变规律。主要研究成果如下:（1）升力系数随着粗糙度的增加而减少,且翼型表面光滑与表面粗糙对升力系数的影响程度很大;翼型表面粗糙度,会导致翼型的阻力系数增加;攻角的增加在一定程度上会使得粗糙度对翼型的影响增大;翼型的升力系数和阻力系数随着时间呈周期性函数分布,粗糙度对它们的影响为:对它们的相位的影响基本一致,即为,粗糙度由0.00μm变为16.32μm和45.33μm时,相位向右分别移动了约1.6s和2.0s;而对它们的幅值影响不同,对升力系数的幅值影响较小,但对阻力系数的幅值影响较大。（2）在v=10m/s、攻角为5°以及s=0.6的条件下,存在敏感粗糙度27.20μm,当粗糙度大于27.20μm时,翼型的气相体积分数、速度矢量分布、速度流线图以及压力云图会急剧发生变化,且翼型受粗糙度影响最敏感的区域为前缘、上翼面和靠近尾部区域;其次,增加粗糙度会导致阻力危机现象提前的发生;在x=0.6m1.0m,在粗糙度为0.00μm和16.32μm,翼型的下翼面的压力系数分布基本不变,当粗糙度为45.33μm时,压力系数明显的增大。（3）粗糙度会增加上翼面的最大剪应力,使其位置向前缘方向移动,且粗糙度的增加,上翼面的最大剪应力的增加规律为:先增加后减小;其次,对翼型尾缘而言,粗糙度会使其流动状态趋于稳定,打破旋涡结构,同时使其剪应力先增加后减小;对前缘而言,增加粗糙度,会使剪应力逐渐增加至趋于稳定。（4）粗糙度的增加,会降低离心泵的扬程和效率,提高离心泵的轴功率,但不同流量工况下影响程度不同。并存在粗糙度敏感值12.5μm,粗糙度低于这个值时,粗糙度对泵扬程、效率和轴功率的影响较大,当粗糙度大于这个值时,粗糙度再继续增加,扬程、效率和轴功率的影响程度变缓。（5）增加叶片粗糙度可以降低span处的压力,不同流量下,粗糙度的影响程度不同,对流量工况为1.0Qd时的影响程度最大,其次为1.2Qd,最后是0.4Qd;其次,含气率和气相粒径的增加使得离心泵对粗糙度的敏感度降低。增加气泡直径会增加压力脉动,增加粗糙度和进口含气率都会降低各监测点的压力脉动;增加粗糙度和气泡直径,都会使各监测点的压力周期性分布破坏,但粗糙度对监测点压力周期性的破坏程度更大。（6）粗糙度可以减少气相体积分数大小,并对气相体积分数的影响程度在某中间流线相对位置span位置处为分界点,且随着流量的增加,span处的分界点的位置会随之向叶片出口方向移动;其次,进口含气率基本上不会使粗糙度对气相体积分数的影响趋势发生改变,span的分界点也不会发生变化,只会使气相体积分数分布曲线整体向上移动;增加气泡直径,会使得粗糙度对气相体积分数的影响程度变大。（7）粗糙度的增加,会使定常下的叶片所受的径向力的方向向顺时针方向移动,大小随粗糙度的增加先减小后增加。增加进口含气率可以降低离心泵对粗糙度的敏感度,而增加气泡直径可以提高离心泵对粗糙度的敏感度;轴向力随着粗糙度的增加而增加,改变进口含气率和气泡直径不会改变粗糙度-轴向力关系曲线的分布和变化趋势,只会改变轴向力的大小,增加进口含气率,会使得轴向力增加;粗糙度会使得叶片所受的非定常下径向力发生偏心移动,减小径向力的大小;其次,粗糙度相对于进口含气率和气泡直径而言,对离心泵径向力的影响更大。（8）监测点G1的平均湍动能随着粗糙度呈三次多项式函数分布,在这五个粗糙度等级内,出现了最大值和最小值。随着流量的增加,粗糙度-平均湍动能的斜率增加,这与G1的湍动能一致。（9）空化条件下,粗糙度对不同工况下同一监测点的速度的影响规律一致,但影响程度不同。对进口压力为25.019KPa和工况为0.4Qd时的影响程度最大。粗糙度在Ra=0μm12.5μm时,可以降低回流漩涡强度,使速度趋于均匀化,同时改善空化性能,特别是在Ra=6.3μm时,改善效果明显。其次,随着粗糙度的增大,进水管所受径向力先增大后缓慢增加,且受力中心偏心分布;叶轮受到的径向力与进水管壁面粗糙度有一定关联并分布复杂,在Ra=6.3μm时,叶轮径向力趋于均匀分布;同时使叶轮内空泡分布由不均匀到均匀。
周颖臻[7]（2020）在《基于新型隔膜增压装置的脉动换热系统仿真分析与实验研究》文中研究表明随着世界工业发展进程的加快,人类对能源的需求日益增加,导致了一系列的环境问题。因此为了达到节能减排和节约能源的目的,提高能源利用率成为本世纪的热门话题。研究表明脉动流对传热有重要影响,绝大多数文献中均得到了湍流脉动能够在不同的程度上强化传热效果的结论。本课题基于液压冲击原理开发了一种可用于提高脉动压力从而使脉动流的换热效率增强的一种隔膜增压装置。并对其增压性能和强化换热能力进行了系统研究。本课题的主要研究工作包括以下几点:设计了隔膜增压装置作用下脉动流对地板采暖换热器传热效率的影响试验,制定脉动换热系统的原理图并按照原理图搭建了脉动换热实验台,设计开发出了符合试验要求的新型隔膜增压装置。实验中将有隔膜增压器作用与无增压装置进行对照试验,分别在两种流量和三种不同脉动频率下测得系统的压力和温度变化,得到了隔膜增压装置对脉动系统的增压比P和换热器的强化换热比Em。发现在测量工况下,脉动频率f=2.23Hz,雷诺数Re=176455时隔膜增压装置的增压比达到最大值1.16。在脉动频率f=1.43Hz,雷诺数Re=165920时对流强化换热比达到Em最大值2.5。在其它工况下,有隔膜增压装置作用时脉动系统的换热效率均得到了提高。说明隔膜增压装置能够有效起到强化脉动换热的作用。基于有限元法分析三维非稳态导热的理论,通过将实验得到的隔膜增压装置在脉动过程中的压力的傅里叶函数通过用户自定义函数（UDF）的方式加载到模型的边界条件进行仿真计算,分析了不同脉动频率和不同雷诺数下的换热器分别在有无隔膜增压装置作用下的对流换热系数h和对流强化换热比Em,得到的换热结果与实验结果进行对比,发现换热器的强化换热比与实验结果最大误差不超过6%,并且通过观察脉动流在管道中的速度云图发现在有增压系统作用下的流体速度变化较为剧烈,而且脉动频率越高速度变化越明显,在管壁弯曲处能够观察到旋涡的形成,这也成为了提高脉动强化换热效率的主要因素。通过实验研究和仿真模拟发现隔膜增压装置对湍流状态下有回流的脉动换热能力有较好的强化作用,并且隔膜增压装置的增压性能随着脉动频率和雷诺数的增加而提高。但是随着脉动频率的增加,隔膜增压装置的强化换热能力较低频脉动有所下降。
姜琴琴[8]（2019）在《某汽车进气增压系统气动噪声分析研究》文中提出目前,小型高效内燃机已成为燃油发动机主要发展趋势,增压技术作为其高效性实现的主要技术,在车用内燃机上的使用已十分的普遍。迄今为止,尽管有关自然吸气发动机的进气系统噪声的预测与控制研究已十分的深入,但针对涡轮增压进气系统噪声的研究特别是关于其特有的压气机气动噪声和泄压噪声的研究仍亟待加强。本文采用有限体积法、宽带噪声法以及声比拟法,分析了压气机的流场以及声场特性,探讨了进气增压系统噪声的产生原因,研究了泄压工况下进气增压系统的流场和声场特点,在此基础上对其进行了改进设计。首先,在验证本文计算模型和参数设定正确性的基础上,探讨了压气机的总体流场特性及其关键部件的局部流动特点,分析了流量以及转速的变化对各部件的流场产生的影响。结果表明:气流以层流进入叶轮流道,气流速度增加,流入扩压器蜗壳后,气流速度不断降低,直至以螺旋状流出,而其压力的变化则是由进气道入口到蜗壳出口先减小后增加。叶片吸力面前缘靠近叶尖处存在明显负压区,随着压气机转速升高,叶轮入口处负压值不断增加,且负压区占整个叶片区域变大。轮盖与主流叶片接近处形成了一个低速区域,随流量的增加,回流现象开始出现,并且低速区域逐渐增加。在大流量工况下,蜗舌处易发生气流阻塞,因此应尽量避免压气机的常用工况靠近阻塞线。其次,在上述研究基础上采用宽带噪声法和声比拟方法探讨了压气机气动噪声产生原因和分布特点。结果表明:叶轮运动是压气机气动噪声的首要来源,其次是蜗壳区域的气流运动。叶轮区域的气动噪声是混有明显离散谐波峰值的宽带噪声,峰值对应于叶片通过频率及其谐波频率;在叶轮的中前部气流噪声主要受主流叶片影响,在叶轮中后部受主流叶片和分流叶片的共同作用,在主流叶片与分流叶片间距最大的中间区域,会产生类似“锯齿噪声”的气动噪声。在蜗壳的蜗舌处所产生的气动噪声分布频段为010 kHz。最后,探讨了泄压工况下进气增压系统的噪声源及其分布特点。结果表明:泄压工况下其主要的噪声源为叶轮运动和泄压部件的气流运动。泄压阀开闭前后,在泄压阀进口处声压级频谱均未表现出离散特性,但宽频特性明显,其主要分布在0.57 kHz,通过改进泄压工况下泄压部件的布置来控制泄压噪声,改进后泄压噪声的0.57 kHz的总声压级由97.0 dB降低至93.6 dB,声学性能得到有效改善。
樊东东[9]（2019）在《卧螺离心机加速器流场特性与结构优化》文中研究表明进料加速器是卧式螺旋离心机的一个关键部件,主要功能是将进料管中的物料输送至离心机转鼓内。但某厂在使用LW350卧式螺旋离心机处理铜矿浆物料时,由于固体颗粒的撞击造成了加速器内壁严重磨损,导致结构失效。为此,本文针对加速器内流体运动状态及流动特性进行了研究,分析加速器的磨损原因,并提出了加速器优化设计方案。设计并搭建了加速器高频图像实验系统,主要包含加速器实验主机、高频时序同步系统、流场荧光示踪系统。实验主机进行了透光性设计;设计的高频时序同步系统由两个可编程逻辑控制器和一个的同步器组成,能够实现50ns以内的同步偏差;为了克服传统PIV片激光在旋转设备上的局限性,开发了一套旋转设备专用PIV系统,并合成了专用荧光颗粒为示踪粒子,可实现定量研究加速器内流场特性。采用加速器高频图像实验系统,研究了不同操作条件下加速器内流体轨迹和速度矢量的变化规律。结果显示流体有两种流出方式:径直流出和被加速流出,径直流出占比会随着流量升高或者转速降低而降低。被加速流出流体的转向角度会随着转速的增高而变大,随着流量的升高而变小。当转速从990 r/min升至2310r/min时,转向角度从52.66°升高到85.35°,当流量从9m3/h升高到18 m3/h时,转向角度从75.18°降低到45.34°。根据流场特性分析,被加速流出的流体对加速器造成的剧烈碰撞,是磨损的主要原因,碰撞主要发生在内凹形外侧区域,而内侧区域和外凸形区域不但对加速无增益,反而会阻挡流体的径向流出。通过对磨损原因进行分析,确定了采用流动过程加速的方式优化加速器,并以质点旋转射出的自由运动方程作为流道的型线驱动,设计优化加速器结构。为了评价优化的加速器结构的磨损改善性能,基于VOF和旋转域建立了加速器多相流数值模型并进行了数值模拟计算。结果表明,优化加速器的加速面积相比原结构大幅提高,磨损因数大于700的面积下降了51.7%,效率相比原加速器仅仅下降12.1%。该优化结构可代替原加速器,在磨损环境恶劣的操作工况下,显着提高整机寿命。
陈帝云[10]（2018）在《高负荷局部进气涡轮流动特性与性能研究》文中进行了进一步梳理作为国防和民用动力装置的核心部件之一,涡轮正不断朝着结构更紧凑、级数更少、重量更轻且效率更高的方向发展,这使得涡轮级负荷增大、内部处于跨声速流动状态,且局部进气结构型式使得高负荷涡轮进气扇区之后的各排动静叶工作在周向非均匀的来流条件,叶排内部流动情况更加复杂的同时,各级动叶也承受着更强烈的非定常气流激振力的作用。因而,系统研究局部进气条件下,高负荷涡轮优化设计方法,理清局部进气涡轮内部非定常流动损失特点和气流激振特性,在此基础上找出进一步改善高负荷局部进气涡轮性能的流动组织方法和构型方式,对于该类型涡轮应用领域的进一步发展有着重要意义。具有低耗气量、高负荷、低展弦比特点的涡轮,采取局部进气的结构型式可以增加涡轮叶片高度,以降低小流量条件下,叶片高度过小所带来的急剧增加的二次流损失和加工制造时的难度。另外,局部进汽的结构型式在采用喷嘴配汽的汽轮机调节级中也有应用,可以减小配汽时的节流损失,提升部分负荷条件下机组的效率。本文首先对局部进气涡轮进行了优化设计研究。利用MATLAB对现有软件模块进行二次开发,实现各模块之间的数据传递,建立了能够在全周进气单流道和局部进气环境下对双级局部进气涡轮进行分步优化设计的平台,并基于神经网络训练所得到的反映各阶段优化参数与涡轮气动性能之间映射关系的近似模型和粒子群-遗传混合算法的全局寻优,获得了双级局部进气涡轮各阶段的优化结果。通过OPT STEP1、OPT STEP2的优化,在考虑该类型涡轮反动度对局部进气构型后泄漏损失影响的前提下,对全周进气单流道条件下涡轮内各叶排间的冲角状态和气动参数进行重新优化组织,并对第一级动叶通过弯优化减少了上下通道涡相互干涉造成的高损失区域,使全周进气单流道条件下优化结果single-OPT2的总静效率较原型累计提升了 3.24%。随后对single-OPT2进行局部进气构型得到双级局部进气涡轮PA-OPT1,其总静效率较原型PA-ORI提升了 2.87%。在前两步优化结果的基础上,OPT STEP3进一步在局部进气环境下对r1动叶叶型进行优化,显着改善了局部进气条件下动叶排根部的流动状态,消除了在进入进气段影响区域时动叶排根部前缘吸力面的分离,同时使得沿周向窜流的净流量较PA-OPT1减小了10.30%。总体来看,优化后的双级局部进气涡轮PA-OPT2其总静效率较PA-OPT1提升了 0.85%,较原型PA-ORI累计提升了 3.72%。在此基础上,对不同结构型式局部进气涡轮非定常流动特性进行了数值研究。对于第二级静叶排也采用局部进气结构型式的case3方案,其第一级动叶排内,处于非进气段后所对应的动叶区域整体静压水平更高,与进气段后所对应的动叶区域的压差较case2小,由局部进气引起的周向窜流、掺混的程度低,其第一级动叶内的时均能量损失水平更低。同时,从前面级来流流体经由第二级局部进气静叶流道收集整合后,再进入第二级动叶内做功,使得case3第二级静叶排进气流道内部流场状态与第二级静叶排全周进气的case2方案相比,更接近全周进气casel时的“理想”状态,流体在第二级静叶排内的掺混损失更小,其后所对应的第二级动叶也更多地工作在接近全周进气来流条件下的高效状态。与case2相比,case3第一级时均总总效率、第二级时均总静效率以及两级总静效率分别提升了 3.14%、8.62%和4.13%。但对于case3,由于不能像case2那样利用第二级全周静叶排对来流进行充分掺混和均化,使得case3第二级动叶所受气流激振力的强度更强,其动叶所受最大交变应力值较case2上升了 32.58%。局部进气条件下,静叶时序位置改变对第二级动、静叶的损失均有显着影响,最佳时序位置方案PA3.0第二级静叶排的时均能量损失系数较最差时序位置方案PA0.0上升了 5.12%,而第二级动叶排的时均能量损失系数则下降了 7.49%。最佳时序位置方案PA3.0时均总静和总总效率分别较最差时序位置方案PA0.0上升了 1.35%和1.16%。随后,在小局部进气度条件下,设计了单/双向进气再入式涡轮,发现双向进气再入式涡轮整体结构更加紧凑,且可以获得相对较高的总体性能。进气扇区周向布置距离较小、再入扇区内静叶合理调整、选择合适的重复进气次数可以有效提升再入式涡轮总体性能。与双级局部进气涡轮相比,再入式涡轮在较宽的转速范围内依然维持较高的效率水平,且在低膨胀比条件下效率水平也更高。最后,对涡轮模拟试验参数的选取方法进行了阐述,介绍了局部进气涡轮试验台总体结构、试验件各部分设计方案、局部进气涡轮试验测量方案以及试验件关键部件的加工方案,为下一阶段局部进气涡轮试验研究工作奠定了基础。
二、Geometry Effects on Aerodynamics Performance of a Low Aspect Ratio Turbine Nozzle（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、Geometry Effects on Aerodynamics Performance of a Low Aspect Ratio Turbine Nozzle（论文提纲范文）
（1）氢燃料涡轮增程器之离心压气机分流叶片流场特性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 氢燃料涡轮增程器介绍 |
| 1.1.2 离心压气机的研究背景及意义 |
| 1.2 离心压气机的国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外离心压气机的研究现状 |
| 1.2.2 国内离心压气机的研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第二章 数值计算方法 |
| 2.1 控制方法 |
| 2.1.1 连续性方程 |
| 2.1.2 动量方程 |
| 2.1.3 能量方程 |
| 2.2 湍流模型 |
| 2.2.1 k-ε模型 |
| 2.2.2 k-ω模型 |
| 2.2.3 SST模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 离心压气机叶轮的气动设计与叶片造型 |
| 3.1 叶轮气动参数之间的关系 |
| 3.1.1 叶轮进口气动参数之间的关系 |
| 3.1.2 叶轮出口气动参数之间的关系 |
| 3.2 离心压气机叶轮初步设计 |
| 3.2.1 叶轮进口参数计算 |
| 3.2.2 叶轮出口参数计算 |
| 3.3 离心压气机叶轮的一维程序设计 |
| 3.4 离心压气机叶片的三维造型设计 |
| 3.4.1 压气机叶片造型方法综述 |
| 3.4.2 Bézier曲线 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 压气机的流场仿真和性能分析 |
| 4.1 网格划分及边界条件设立 |
| 4.1.1 网格划分 |
| 4.1.2 边界条件设立 |
| 4.1.3 网格无关性验证 |
| 4.2 分流叶片周向位置对叶轮性能的影响 |
| 4.2.1 不同周向位置的分流叶片性能对比 |
| 4.2.2 不同周向位置的分流叶片对内部流场的影响分析 |
| 4.3 分流叶片长度对叶轮性能的影响 |
| 4.3.1 不同长度的分流叶片性能对比 |
| 4.3.2 不同长度的分流叶片对内部流场的影响分析 |
| 4.4 分流叶片周向位置和长度对叶轮性能影响的耦合分析 |
| 4.4.1 不同长度和周向位置的分流叶片性能对比 |
| 4.4.2 不同长度和周向位置的分流叶片对内部流场的影响分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及参与项目 |
（2）基于FFT方法的编织复合材料异形结构损伤失效研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于单胞模型的数值方法 |
| 1.2.2 多尺度数值方法 |
| 1.2.3 不确定性量化及传递 |
| 1.2.4 异形结构力学性能研究 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 第2章 复合材料力学性能分析的FFT方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于变分框架的FFT方法 |
| 2.2.1 平衡方程 |
| 2.2.2 相容方程 |
| 2.2.3 离散和求积 |
| 2.3 优化界面应力扰动 |
| 2.3.1 界面复合网格和层合板法则 |
| 2.3.2 应力与渐进损伤分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 单向复合材料界面力学性能及纵向压缩失效研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 随机纤维分布单向复合材料建模 |
| 3.3 纤维界面对复合材料力学性能影响研究 |
| 3.3.1 界面相模型 |
| 3.3.2 有效性能及损伤演化规律 |
| 3.4 单向复合材料纵向压缩折曲失效研究 |
| 3.4.1 实验研究 |
| 3.4.2 单向复合材料纵向压缩性能数值研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 编织复合材料单轴拉伸及压缩损伤失效研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与几何模型 |
| 4.3 三维编织复合材料拉伸损伤分析 |
| 4.3.1 损伤模型 |
| 4.3.2 应力分析及损伤失效机理 |
| 4.4 三维编织复合材料压缩损伤分析 |
| 4.4.1 多尺度建模框架 |
| 4.4.2 微细观损伤失效分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 编织复合材料异形结构实验及几何不确定性量化分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 扭曲异形结构悬臂梁实验 |
| 5.2.1 材料与试件设计 |
| 5.2.2 夹持及加载装置设计 |
| 5.2.3 悬臂梁实验 |
| 5.2.4 实验结果分析 |
| 5.3 不确定性信息量化与几何建模 |
| 5.3.1 基于Micro-CT的织物几何信息统计 |
| 5.3.2 多元高斯随机场 |
| 5.3.3 高保真细观几何模型 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 耦合FE-FFT方法编织复合材料异形结构损伤及失效分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 耦合FE-FFT的一致多尺度方法 |
| 6.2.1 耦合宏细观尺度边界值问题 |
| 6.2.2 宏细观尺度间信息传递 |
| 6.3 耦合FE-FFT数值模拟方法验证 |
| 6.3.1 材料及计算模型 |
| 6.3.2 编织复合材料梁结构弯曲性能分析 |
| 6.4 扭曲异形结构多尺度数值仿真及失效分析 |
| 6.4.1 纱线局部纤维体积分数 |
| 6.4.2 宏观单元局部坐标 |
| 6.4.3 响应预示及失效机理分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 附录一 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）适用于机械式垂直钻井工具的新型控制机构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 我国油气开发现状 |
| 1.1.2 自动垂直钻井技术 |
| 1.1.3 机械式自动垂直技术 |
| 1.2 研究目的与研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 机械式垂直钻井工具发展现状 |
| 1.3.2 机械式垂直钻井工具原理与存在问题 |
| 1.3.3 水力涡轮的研究现状 |
| 1.4 技术路线与研究内容 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 CFD数值模拟原理 |
| 2.1 FLUENT简介 |
| 2.2 基本流动方程 |
| 2.3 湍流模型 |
| 2.3.1 Spalart-Allmaras |
| 2.3.2 k-epsilon |
| 2.3.3 Standard k-ω |
| 2.3.4 SST k-ω |
| 2.3.5 Reynolds Stress |
| 2.4 网格划分 |
| 2.4.1 网格类型 |
| 2.4.2 边界层划分 |
| 2.5 壁面函数 |
| 2.5.1 Standard Wall Functions |
| 2.5.2 Scalable Wall Functions |
| 2.5.3 Non-Equilibrium Wall Functions |
| 2.5.4 Enhanced Wall Functions |
| 2.5.5 User-Defined Wall Functions |
| 2.6 动态仿真 |
| 2.6.1 运动坐标系 |
| 2.6.2 动态网格方法 |
| 2.7 User Define Function |
| 2.8 收敛判断 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 NTD机构设计与分析 |
| 3.1 涡轮选型与设计 |
| 3.1.1 叶栅式涡轮 |
| 3.1.2 螺旋式涡轮 |
| 3.1.3 航空翼形生成的涡轮 |
| 3.1.4 水力平衡涡轮 |
| 3.2 涡轮材料选择 |
| 3.3 喷嘴设计 |
| 3.4 NTD装配设计与原理分析 |
| 3.5 NTD机构受力理论分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 NTD机构静态启动性能 |
| 4.1 仿真流程 |
| 4.2 仿真方案 |
| 4.3 仿真分析模型与网格划分 |
| 4.4 湍流模型与边界条件 |
| 4.5 启动性能研究 |
| 4.5.1 喷嘴位于不同位置时的受力 |
| 4.5.2 涡轮叶片参数因素研究 |
| 4.5.3 喷嘴参数影响研究 |
| 4.5.4 涡轮泄流角影响研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 NTD机构动态性能 |
| 5.1 喷嘴转速影响 |
| 5.2 喷嘴形状影响 |
| 5.3 NTD机构动态分析 |
| 5.3.1 动态仿真模型 |
| 5.3.2 动态跟随特性 |
| 5.3.3 动态稳定特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
（5）渐缩肋化方通道中传热特性的数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 肋片冷却研究现状 |
| 1.2.1 带肋单通道内部冷却的实验研究 |
| 1.2.2 带肋单通道内部冷却的数值研究 |
| 1.3 现有研究的不足 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 2 渐缩肋化方通道物理模型及边界条件 |
| 2.1 渐缩肋化方通道物理模型 |
| 2.2 控制方程及边界条件 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 边界条件 |
| 2.2.3 传热参数的定义 |
| 3.数值计算方法 |
| 3.1 数值计算流程简介 |
| 3.2 湍流模型与湍流近壁面处理方式 |
| 3.2.1 湍流模型 |
| 3.2.2 湍流近壁面处理方式 |
| 3.3 网格划分及独立性验证 |
| 3.3.1 网格划分 |
| 3.3.2 网格独立性验证 |
| 3.4 湍流模型的可靠性验证 |
| 4.几何参数对于流动与传热的影响 |
| 4.1 直肋对于渐缩通道流动与传热的影响 |
| 4.1.1 p/e的影响 |
| 4.1.2 e/Dm的影响 |
| 4.1.3 不同直肋结构对JF的影响 |
| 4.2 斜肋对于渐缩通道流动与传热的影响 |
| 4.2.1 α的影响 |
| 4.2.2 p/e的影响 |
| 4.2.3 不同倾斜肋对于JF的影响 |
| 4.3 V-down型肋对于渐缩通道流动与传热的影响 |
| 4.3.1 θ的影响 |
| 4.3.2 p/e的影响 |
| 4.3.3 不同V-down型肋对JF的影响 |
| 4.4 V-up型肋对于渐缩通道流动与传热的影响 |
| 4.4.1 θ的影响 |
| 4.4.2 p/e的影响 |
| 4.4.3 不同V-up型肋对JF的影响 |
| 4.4.4 速度分布 |
| 4.5 渐缩角对于通道流动与传热的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 渐缩方通道内二次流强度特性 |
| 5.1 二次流强度描述 |
| 5.2 不同类型的肋对于二次流强度的影响 |
| 5.2.1 直肋对于二次流强度的影响 |
| 5.2.2 斜肋对于二次流强度的影响 |
| 5.2.3 V-down型肋对于二次流强度的影响 |
| 5.2.4 V-up型肋对于二次流强度的影响 |
| 5.3 纵向涡强度与努塞尔数的关系 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A 主要符号表 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（6）基于粗糙度的离心泵气液两相流机理的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 2 气液两相流理论控制方程 |
| 2.1 气液两相流基本理论 |
| 2.2 湍流模型 |
| 2.2.1 Standard k-ε模型 |
| 2.2.2 RNG k-ε模型 |
| 2.2.3 Standard k-ω模型 |
| 2.2.4 SSTk-ω模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 粗糙度对水翼空化流动的影响 |
| 3.1 模型参数及网格划分 |
| 3.1.1 模型参数 |
| 3.1.2 等效砂粒粗糙度模型 |
| 3.1.3 网格划分及边界条件 |
| 3.1.4 网格无关性检验 |
| 3.2 局部粗糙度对翼型的影响 |
| 3.2.1 局部粗糙度处的网格划分 |
| 3.2.2 局部粗糙度对翼型速度矢量的分布影响 |
| 3.3 均匀粗糙度对翼型的影响 |
| 3.3.1 粗糙度对翼型升阻力系数的影响 |
| 3.3.2 不同粗糙度下翼型气相体积分数的分布 |
| 3.3.3 粗糙度对翼型速度矢量及壁面剪切力的影响 |
| 3.3.4 粗糙度对翼型表面速度流线的分布影响 |
| 3.3.5 粗糙度对翼型表面压力的分布及压力系数的影响 |
| 3.3.6 粗糙度对翼型非定常特性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 边界层厚度和湍流模型对离心泵模拟计算的影响 |
| 4.1 模型参数及网格划分 |
| 4.1.1 模型建立 |
| 4.1.2 网格划分及无关性检验 |
| 4.1.3 边界条件设置 |
| 4.1.4 边界层网格对离心泵外特性的影响 |
| 4.1.5 边界层网格和湍流模型对离心泵内流场的影响 |
| 4.2 本章小结 |
| 5 基于粗糙度的离心泵气液两相流机理的研究 |
| 5.1 均匀粗糙度对离心泵的定常特性影响 |
| 5.1.1 不同工况下粗糙度对离心泵外特性的影响 |
| 5.1.2 不同粗糙度下离心泵气相体积分数的分布情况 |
| 5.1.3 不同气相粒径和含气率下粗糙度对离心泵中间流线相对位置span处压力的影响 |
| 5.1.4 粗糙度对离心泵中间流线相对位置span处液相湍动能的影响 |
| 5.1.5 粗糙度对离心泵中间流线相对位置span处气相体积分数的影响 |
| 5.1.6 不同粗糙度下离心泵的定常径向力分布 |
| 5.1.7 不同粗糙度下离心泵的定常轴向力分布 |
| 5.2 均匀粗糙度对离心泵的气液两相的非定常特性影响 |
| 5.2.1 粗糙度对进水管监测点压力时域图分析 |
| 5.2.2 不同粗糙度下叶轮流道内监测点压力时域图分析 |
| 5.2.3 不同粗糙度对离心泵隔舌监测点的压力分布的影响 |
| 5.2.4 粗糙度对蜗壳监测点压力时域图分析 |
| 5.2.5 粗糙度对离心泵隔舌湍动能的影响 |
| 5.2.6 粗糙度对离心泵非定常径向力的影响 |
| 5.3 均匀粗糙度对离心泵空蚀的影响 |
| 5.3.1 粗糙度对离心泵外特性的影响 |
| 5.3.2 不同流量下粗糙度对离心泵进口同一监测点速度的影响 |
| 5.3.3 不同进口压力下粗糙度对离心泵进口同一监测点速度的影响 |
| 5.3.4 粗糙度对离心泵进口轴向速度的影响 |
| 5.3.5 粗糙度对离心泵进口径向速度的影响 |
| 5.3.6 进水管压力脉动监测点的布置 |
| 5.3.7 不同粗糙度下叶片进口及进水管内的压力脉动 |
| 5.3.8 不同粗糙度下进口及叶片径向力分布 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文 |
| 致谢 |
（7）基于新型隔膜增压装置的脉动换热系统仿真分析与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 脉动源研究进展 |
| 1.2.2 脉动源装置概述 |
| 1.2.3 脉动流强化换热机理 |
| 1.3 脉动换热目前存在的问题 |
| 1.4 课题研究的主要内容 |
| 1.5 课题的研究方法 |
| 1.6 课题的技术路线 |
| 第2章 脉动换热增压装置的研究与实验方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 脉动换热增压装置实验方案 |
| 2.3 脉动换热增压实验 |
| 2.3.1 脉动换热增压实验 |
| 2.3.2 脉动阀凸轮机构的运动形式 |
| 2.3.3 数据采集系统 |
| 2.3.4 实验数据计算方法 |
| 2.4 实验步骤 |
| 2.5 实验误差分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 脉动增压强化换热的实验结果分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 脉动换热系统增压结果对比分析 |
| 3.2.1 脉动换热系统压力分析 |
| 3.2.2 隔膜增压装置压力分析 |
| 3.2.3 隔膜增压装置流量分析 |
| 3.3 脉动系统增压前后强化换热对比分析 |
| 3.3.1 脉动换热系统不同雷诺数下换热结果分析 |
| 3.3.2 脉动换热系统不同脉动频率下换热结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 脉动增压强化换热的数值模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算流体力学概述 |
| 4.3 数值模拟的建模与网格划分 |
| 4.3.1 几何模型的建立 |
| 4.3.2 模型的网格划分及独立性验证 |
| 4.4 数学模型及相关假设 |
| 4.4.1 控制方程 |
| 4.4.2 定解条件 |
| 4.4.3 相关假设 |
| 4.5 FLUENT数值求解 |
| 4.5.1 物理模型 |
| 4.5.2 边界条件 |
| 4.5.3 初始条件 |
| 4.5.4 求解控制 |
| 4.5.5 收敛监视 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 数值模拟计算结果与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 增压系统对脉动速度的影响 |
| 5.3 增压系统对强化换热的影响 |
| 5.3.1 脉动流体温度变化 |
| 5.3.2 换热器温度变化 |
| 5.4 脉动增压强化换热模拟结果分析 |
| 5.4.1 脉动换热中对流换热系数的变化 |
| 5.4.2 脉动换热中对流强化换热比的变化 |
| 5.5 脉动增压强化换热模拟结果与实验结果对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（8）某汽车进气增压系统气动噪声分析研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 增压器流场分析研究现状 |
| 1.2.2 增压器气动声学研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 2 流体力学和气动声学基本理论 |
| 2.1 流体动力学基本理论 |
| 2.1.1 湍流基本方程 |
| 2.1.2 湍流模型理论 |
| 2.2 气动声学基本理论 |
| 2.2.1 Lighthill方程 |
| 2.2.2 FW-H方程 |
| 2.2.3 Proudman方程 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 压气机模型建立 |
| 3.1 压气机计算模型 |
| 3.1.1 压气机几何模型 |
| 3.1.2 压气机有限元模型 |
| 3.2 设定相关参数以及边界条件 |
| 3.2.1 选择坐标参考系 |
| 3.2.2 湍流模型 |
| 3.2.3 数值计算方法 |
| 3.2.4 边界条件 |
| 3.2.5 收敛条件 |
| 3.3 压气机性能验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 压气机内部流场数值仿真 |
| 4.1 压气机总体流场特性 |
| 4.2 叶轮区域流场特性 |
| 4.2.1 工况3 下叶轮流道流场特性 |
| 4.2.2 叶轮区域流场的流量变化特性 |
| 4.2.3 叶轮区域流场的转速变化特性 |
| 4.3 扩压器蜗壳流场特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 压气机气动噪声数值仿真 |
| 5.1 基于宽带噪声源模型的气动噪声分析 |
| 5.2 基于FW-H方程的气动噪声分析 |
| 5.2.1 流场和声场仿真模型 |
| 5.2.2 声场仿真结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 进气增压系统泄压噪声分析及控制 |
| 6.1 进气增压系统泄压噪声的产生 |
| 6.2 泄压工况进气增压系统流场分析 |
| 6.2.1 泄压工况进气增压系统模型建立 |
| 6.2.2 泄压工况进气增压系统流场分析 |
| 6.3 泄压工况进气增压系统声场分析 |
| 6.3.1 基于宽带噪声源模型的泄压工况气动噪声分析 |
| 6.3.2 基于FW-H方程的泄压工况气动噪声分析 |
| 6.4 泄压噪声控制研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B.作者在攻读学位期间取得的科研成果目录 |
| C.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（9）卧螺离心机加速器流场特性与结构优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 旋转类设备研究方法 |
| 1.2.1 实验研究 |
| 1.2.2 数值模拟研究 |
| 1.3 卧螺离心机加速器研究进展 |
| 1.4 流场显示技术研究进展 |
| 1.4.1 流场显示技术简介 |
| 1.4.2 粒子图像测速技术发展 |
| 1.5 研究目的和内容 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 加速器高频图像实验系统设计 |
| 2.1 加速器内流场示踪格式分析 |
| 2.2 加速器实验系统设计 |
| 2.2.1 加速器高频图像实验系统 |
| 2.2.2 加速器实验流程 |
| 2.3 加速器实验主机部件设计 |
| 2.3.1 转鼓与加速器 |
| 2.3.2 轴部件和相位角编码器 |
| 2.4 高频时序同步系统开发 |
| 2.4.1 高频时序同步对象 |
| 2.4.2 同步信号流 |
| 2.4.3 PLC同步程序设计 |
| 2.5 流场荧光示踪系统开发 |
| 2.5.1 流场紫外荧光示踪格式设计 |
| 2.5.2 强荧光示踪颗粒设计 |
| 2.5.3 荧光颗粒性能表征 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 加速器内流场特性实验研究 |
| 3.1 加速器可视化实验方案 |
| 3.2 流场图像处理技术研究 |
| 3.2.1 高帧率示踪粒子图像 |
| 3.2.2 Mask |
| 3.2.3 颗粒图像增强处理技术研究 |
| 3.3 加速器内流体运动轨迹分析 |
| 3.3.1 转速对流体运动轨迹的影响 |
| 3.3.2 流量对流体运动轨迹的影响 |
| 3.4 加速器内流体速度矢量分析 |
| 3.4.1 PIV速度矢量求解 |
| 3.4.2 转速对流体速度矢量的影响 |
| 3.4.3 流量对流体速度矢量分布的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 加速器优化方法与结构设计 |
| 4.1 加速器磨损原因分析 |
| 4.2 基于自由流型线方法的加速器结构优化设计 |
| 4.2.1 自由流型线方程推导 |
| 4.2.2 型线常量求解 |
| 4.2.3 加速器结构优化设计 |
| 4.3 耦合VOF的加速器数值模型建立 |
| 4.3.1 加速器实验装置几何模型 |
| 4.3.2 物理模型和边界条件 |
| 4.3.3 模型验证 |
| 4.4 优化加速器流场特性分析 |
| 4.4.1 优化加速器结构数值模型 |
| 4.4.2 流体相对运动轨迹分析 |
| 4.4.3 流体绝对速度矢量分析 |
| 4.4.4 优化加速器内磨损分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）高负荷局部进气涡轮流动特性与性能研究（论文提纲范文）
| 创新点摘要 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 高负荷超跨声速涡轮设计与流动特性研究 |
| 1.2.1 国外超跨声速涡轮研究现状 |
| 1.2.2 国内超跨声速涡轮研究现状 |
| 1.3 叶轮机械优化设计理论与方法研究 |
| 1.3.1 人工神经网络应用于叶轮机械优化设计 |
| 1.3.2 响应面方法应用于叶轮机械优化设计 |
| 1.3.3 Kriging模型应用于叶轮机械优化设计 |
| 1.3.4 伴随方法应用于叶轮机械优化设计 |
| 1.4 局部进气涡轮应用与研究现状 |
| 1.4.1 汽轮机调节级 |
| 1.4.2 鱼雷涡轮机涡轮部件 |
| 1.4.3 小推力液体火箭发动机涡轮泵涡轮部件 |
| 1.4.4 空气涡轮火箭发动机等组合循环动力装置涡轮部件 |
| 1.4.5 有机朗肯循环涡轮膨胀器 |
| 1.4.6 再入式涡轮 |
| 1.5 涡轮非定常流动特性研究 |
| 1.5.1 涡轮非定常研究现状 |
| 1.5.2 局部进气涡轮非定常流动研究 |
| 1.5.3 叶轮机械时序效应研究 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第2章 局部进气涡轮数值计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 三维数值计算方法 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.2.3 网格划分及边界条件定义 |
| 2.2.4 网格无关性验证 |
| 2.3 数值计算方法校核 |
| 2.3.1 双级局部进气涡轮实验校核 |
| 2.3.2 跨声速涡轮叶型实验校核 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 局部进气涡轮优化设计研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 局部进气涡轮叶型优化平台设计与构建 |
| 3.2.1 局部进气涡轮优化设计对象 |
| 3.2.2 总体优化思路与优化方案 |
| 3.2.3 样本数据库建立 |
| 3.2.4 神经网络代理模型与智能寻优算法 |
| 3.2.5 优化平台构建与运行 |
| 3.3 局部进气涡轮叶型优化结果分析 |
| 3.3.1 总体优化结果 |
| 3.3.2 单流道级环境下优化结果 |
| 3.3.3 单流道级环境下第一级动叶弯优化结果 |
| 3.3.4 局部进气环境下第一级动叶叶型优化结果 |
| 3.3.5 局部进气涡轮最终优化结果与原型变工况性能 |
| 3.4 局部进气涡轮第二级静叶排进气流道数目优化调整 |
| 3.4.1 优化调整方案 |
| 3.4.2 各方案总体性能与内部流动特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 局部进气涡轮非定常流动特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同结构型式局部进气涡轮非定常特性 |
| 4.2.1 不同结构型式局部进气涡轮非定常计算方案和数据处理方法 |
| 4.2.2 总体性能和特性参数 |
| 4.2.3 内部非定常流动特性 |
| 4.2.4 叶表非定常压力分布 |
| 4.3 不同结构型式局部进气涡轮叶片气流激振特性 |
| 4.3.1 局部进气条件下叶片非定常受力分析 |
| 4.3.2 非定常气流激振力作用下叶片瞬态动力学分析 |
| 4.4 静叶排时序位置对不同进气条件下涡轮流场与性能影响 |
| 4.4.1 不同静叶排时序位置计算方案 |
| 4.4.2 静叶排时序位置对全周进气下涡轮流场与性能影响 |
| 4.4.3 静叶排时序位置对局部进气下涡轮流场与性能影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 再入式涡轮结构设计与内部流动特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单/双向进气再入式涡轮总体性能与内部流动研究 |
| 5.2.1 研究对象 |
| 5.2.2 再入涡轮总体性能及内部整体流动特点 |
| 5.2.3 再入涡轮动叶排进出口不均匀性分析 |
| 5.2.4 处于不同周向位置动叶叶表静压分布及叶片扭矩输出特性 |
| 5.3 进气扇区调整对双向进气再入式涡轮流场与性能影响 |
| 5.3.1 两级扇区相对周向位置调整对流场和性能的影响 |
| 5.3.2 第二级扇区静叶安装角调整对流场和性能的影响 |
| 5.3.3 两次重复进气再入式涡轮总体性能与流动特性 |
| 5.4 再入式涡轮变工况特性 |
| 5.4.1 再入式涡轮变工况计算方案 |
| 5.4.2 变工况总体性能与内部流动状态 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 局部进气涡轮试验件结构与测试方案设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验件关键参数的确定 |
| 6.2.1 试验台总体结构 |
| 6.2.2 局部进气涡轮模拟试验参数的确定 |
| 6.3 试验件总体结构方案和关键部件选型 |
| 6.3.1 试验件各部分设计方案 |
| 6.3.2 转子轴向力估算和轴承选型 |
| 6.4 试验件流场与性能测量方案设计 |
| 6.5 试验件关键部件加工方案 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文及其他相关学术成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、Geometry Effects on Aerodynamics Performance of a Low Aspect Ratio Turbine Nozzle（论文参考文献）
- [1]氢燃料涡轮增程器之离心压气机分流叶片流场特性研究[D]. 冯瑞. 太原科技大学, 2021
- [2]基于FFT方法的编织复合材料异形结构损伤失效研究[D]. 王兵. 哈尔滨工业大学, 2020
- [3]目的论视角下《赛车空气动力学》翻译实践报告[D]. 徐杰. 广西科技大学, 2020
- [4]适用于机械式垂直钻井工具的新型控制机构研究[D]. 李方韬. 中国地质大学(北京), 2020(09)
- [5]渐缩肋化方通道中传热特性的数值研究[D]. 杨成. 兰州交通大学, 2020(01)
- [6]基于粗糙度的离心泵气液两相流机理的研究[D]. 李金琼. 西华大学, 2020
- [7]基于新型隔膜增压装置的脉动换热系统仿真分析与实验研究[D]. 周颖臻. 江苏科技大学, 2020(03)
- [8]某汽车进气增压系统气动噪声分析研究[D]. 姜琴琴. 重庆大学, 2019(01)
- [9]卧螺离心机加速器流场特性与结构优化[D]. 樊东东. 天津大学, 2019(06)
- [10]高负荷局部进气涡轮流动特性与性能研究[D]. 陈帝云. 大连海事大学, 2018(05)