摘要：根据准三维气动没计方法,用Bezier曲线构造叶轮子午流道,样条曲线控制环量沿子午面流线的分布规律,气动设计离心式叶轮。通过CFD数值模拟对设计叶轮性能分析比较,结果表明利用准三维设计与三维流动分析相结合的途径是一种比较方便实用的设计方法,且控制参数(环量)的给定未必一定受库塔条件的限制。

摘要：建立了一个透平叶型气动与传热优化的两步模型.第1步采用解析多项式曲线构造叶片的参数化造型,基于CFD数值模拟,通过正交设计和敏感性分析,优选几何设计参数.第2步采用贝塞尔(Bezier)曲线参数化叶型型线,以总压损失和表面热流加权函数为优化目标,调整叶型型线,获得了气动性能与热负荷较优的叶型.设计案例的结果表明:增加安装角可以降低叶片压力面热负荷;增大叶片前缘直径可以降低前缘滞止点热负荷.调整叶型的表面曲率分布,有可能推迟吸力面的转捩,弱化叶片表面的传热.两步优化法计算量小,收敛性好,具有工程应用价值.

摘要：基于叶栅端壁压力分布特性,采用控制点关联函数,构建10个设计变量的NURBS参数曲面,控制二次流和降低端壁传热系数。应用最优拉丁超立方实验设计,建立设计样本,并进行CFD性能评估,以端壁面平均Nu数和总压损失系数作为双重目标函数,构建多个代理模型的组合代理模型,用多目标遗传算法优化获得Pareto前沿。结果表明:在一定优化计算成本上,基于组合代理模型进行多轮优化,能够获得更满意的最优解。获得的最优端壁构型中,端壁平均Nu数可降低4.4%,叶栅出口总压损失可减小2.3%。

摘要：采用NURBS曲面造型方法,在轴对称端壁上叠加径向高度变化量构造非轴对称端壁。采用最优拉丁超立方设计的方法,经过两轮实验设计,寻求性能较优的设计方案。结果分析表明:基于最优拉丁超立方的实验设计方法,定向搜寻透平叶栅的非轴对称端壁优化设计方案,是可行的。与圆柱端壁相比,优化后涡轮叶栅通道出口面积平均二次流动能减小5.48%,总压损失系数减小了1.63%,端壁换热状况局部有改善。非轴对称端壁通过改变端壁的静压分布削弱了涡轮叶栅通道中马蹄涡、通道涡的强度。非轴对称端壁使通道内靠近进口段和出口段端壁换热被削弱,尾迹区换热有所增强。

摘要：根据准三维气动设计方法,用Bezier曲线作为环量的控制手段,设计了3类典型的离心式叶轮.通过数值模拟的方法对其性能进行分析比较,结果表明,后部加载型式的叶轮性能优于其他两类加载型式的叶轮性能,并且通过利用Bezier多项式控制环量可以达到灵活控制叶片载荷的目的.

摘要：本文设计了一种带有侧棱的喷水推进器进水管梯形入水口,采用雷诺时均模型和SST k-ω湍流模型对进水管内流场进行数值模拟,从整体性能、分离程度和旋流畸变三个方面对比分析了不同进速比下入口侧棱对进水管内流场的影响。结果表明,侧棱加强了入口处的涡结构,小进速比下能够减弱进水管斜坡侧的流动分离。入口侧棱对于进水管总体性能的影响主要体现在大进速比下其效率和旋流度的提升,并且能够减弱出口的旋流畸变。同时对于其他工况以及性能指标并未带来负面影响,侧棱具有提升进水管的水力性能的潜力。

摘要：本文采用数值方法,研究在几何大弯角扩压叶栅中,分流叶片的主要设计参数(长度和周向位置)对叶栅气动性能的影响。对比具有不同分流叶片轴向长度和周向偏置的叶栅气动性能,结果表明:分流叶片的主要气动作用是增加气流折转角,提高叶栅的做功能力,而不增加叶栅内流动损失。分流叶片长度大于主叶片表面流动分离区长度时,分离叶片才能起到作用。分流叶片向主叶片吸力面偏置15%节距,对抑制边界层分离的作用更好,流动损失较低。

摘要：某型轴流风扇采用经典的NACA65叶型,在设计工况下气动性能良好,但它的许可攻角范围较小,非设计工况性能下降明显。本文将叶型几何参数化方法、叶型气动性能的薄剪切层流动预测方法与梯度寻优算法相结合,建立了能综合权衡多工况点叶型气动性能的自动优化方法。应用结果表明,单攻角优化效果不明显;多攻角优化后在设计点气动性能变化不大,但在非设计工况有明显提升,攻角范围增加了12.8%;多雷诺数优化与多马赫数优化同样能得到较好的优化叶型。

摘要：本文在S2流面流动方程中加入了"展向掺混"模型,模拟叶栅端部二次流动、湍流扩散等对局部低动量流体的展向输运效应。方法用于混流叶轮内流动分析,结果表明:由于混流叶轮子午流道的大曲率,叶轮端部的低动量流体在展向的扩散远大于轴流叶栅,叶轮出口的展向均匀化趋势更加明显。合理的选择掺混扩散系数,可以获得与三维N-S计算的周向平均值类似的子午面分布,从而提高了S2流面分析和设计的可靠性。

摘要：本文应用Bezier函数,对某型涡轮增压器的径向涡轮叶片子午面型线进行气动优化设计。通过调整子午型线的自由参数,构造不同的子午面型线,以总温-静温效率为优选目标,利用均匀实验优选法求得优选叶型。经过三维流动的计算比较,优化后涡轮效率提高了0.5%,结果表明优选法设计具有很好的工程应用价值。