摘要：对小流量高速离心叶轮一维气动优化设计及快速三维造型方法进行了研究,并发展了相应的计算程序.采用所述的方法,以Krain叶轮为基准对象,在保证原设计点性能的情况下进行了叶轮的全新参数设计和快速三维造型.造型中对叶片中心线进行了曲率优化控制,使得叶片符合气动性能优良的"S"型叶片.最后采用经校验的CFD软件对新设计的叶轮进行了全三维数值验证.数值验证结果显示:在设计流量时等熵效率为93.9%,增压比为4.794,与Krain叶轮设计点CFD验证的结果偏差分别为0.24%和2.14%,验证了该设计方法及程序的可行性.

摘要：为了研究跨声速轴流压气机的性能分析问题,采用流线曲率法结合损失落后角模型,发展了一种利用反问题方程求解正问题的数值方法。在NASA低速平面叶栅试验数据的基础上考虑三维效应的修正,根据激波结构随工况的变化发展了一种新的激波损失计算方法,整理了一套适合跨声速轴流压气机的损失落后角模型。对两级跨声速轴流风扇进行了数值模拟研究,进行了设计工况的校核计算和全工况特性预测,并将计算结果与NASA试验值进行了比较分析。结果显示,设计点计算误差在1.1%以下,非设计点也能得到与试验值吻合的趋势,表明所建立的方法和模型可以有效地对跨声速多级轴流压气机进行全工况特性预测。

摘要：采用流线曲率法求解S2流面反问题,为了考虑由于流体粘性损失造成的熵增,将Galvas的一维管流损失模型修改后应用于二维通流计算中并与主方程耦合求解,并编制了一套离心叶轮"可控涡"通流设计程序。为了探讨加入同等的欧拉功条件下不同环量分布方式对叶轮流场及性能的影响,以某给定设计目标的离心叶轮为研究对象,在满足后加载的前提下针对叶片尾缘附近环量的导数采取两种不同的分布方式进行通流设计,并进行了全三维粘性流动分析比较。结果表明:气流环量及环量沿流向的导数分别对叶片通道内的速度分布和叶片表面的载荷分布有着显著地影响。

摘要：为了更好地解决轴流级与离心级间的匹配问题,采用了一体化设计方法对组合压气机进行设计。为了一体化设计,发展了准正交曲线坐标系下的叶片力分解方法,得到了适合于轴流、离心压气机一体化求解的速度梯度方程;根据轴流级和离心叶轮的特点,整理发展了各自相应的损失模型,最终形成了组合压气机流场一体化通流计算方法。以某一级轴流加一级离心的组合压气机级为研究对象进行了通流设计、三维成型和数值模拟分析;将一体化设计方案1A1C_COM对应的结果与原轴流级和离心级单独设计方案对应的结果1A1C_SEP进行了比较分析。结果表明,相比之下,一体化设计的组合压气机整体性能较好,改善了离心叶轮内部的流动,性能得到了一定的提升。

摘要：基于轴对称的流线曲率法数学模型和NASA低速平面叶栅的实验数据,将管流计算方法与损失和落后角模型结合,形成一套完整的轴流压气机损失预估和特性计算方法。对某单级轴流压气机进行了数值模拟,得到设计、非设计工况的展向的参数分布和全工况特性曲线图,通过与实验结果对比,检验了本文数值方法和损失落后角模型的有效性。

摘要：为研究多翼离心风机原型机出口风速均匀性差机理,采用CFD数值模拟技术,计算风机内部气动性能及出口风速分布规律,并通过实验验证了计算模型和计算方法的准确性。计算结果显示该风机存在内部流场紊乱、叶道内涡旋多且蜗舌处回流严重等问题,最终造成风机出口均匀性差。在保证安装接口一致的前提下,通过优化风机进口集流器、叶片结构、叶片数量、蜗壳型线及扩压器等参数,改善了进气流道以及风扇与蜗壳匹配性,有效提升风机内部气动性能,消除涡流和回流现象。同时在扩压器进气口处增加整流破涡设计,进一步改善风机出口均匀性。实验结果表明:风机出口风速差值由10m/s降低至3m/s。

摘要：提出了一种新型部分负曲率反谐振空芯太赫兹波导,波导包层包括两部分,一部分由介质圆管组成,为纤芯提供部分负曲率边界;另一部分由多个矩形介质层组成,多介质层可用来降低限制损耗.此波导结构在增加反谐振层的同时不引入新的包层节点,易于实现太赫兹波的宽带低损耗传输.采用全矢量有限元法对波导进行了数值仿真,研究了其宽带低损耗特性.基于此,利用3D打印技术制备了所设计波导,使用太赫兹时域光谱系统对其传输特性进行测试.实验结果表明,该负曲率太赫兹波导在0.29~0.42THz的传输损耗低于10dB/m,与数值仿真结果吻合较好.