摘要：为研究鼓包对跨声速压气机转子气动性能的影响,以NASA Rotor 37为研究对象,在其吸力面上布置展向连续性和非连续性鼓包,并采用数值模拟方法研究原型转子和鼓包转子在变转速工况下的流场结构和气动性能。结果表明:在设计转速和110%设计转速下,连续性鼓包对叶顶附近的激波控制效果较好,可以对激波前气体进行预压缩,从而降低激波前后的逆压梯度,减弱激波强度,进而减小激波相关损失;在设计转速最高效率工况下,非连续性鼓包转子总压比提升0.236%、效率提升0.309%,连续性鼓包转子总压比提升0.285%、效率提升0.454%;在50%、60%和90%设计转速下,鼓包并没有起到明显的有益效果。

摘要：为了进一步提高旋转冲压压缩转子增压比,对不同S1流面造型进行数值研究,通过调整隔板型面中弧线分别形成了4种扩张型的流道造型。结果表明,4种造型方案流道内部激波系强度增大,均能有效提升转子增压比,但转子绝热效率有所降低。其中,中弧线为直线和二次曲线的组合造型方案在绝热效率降低不多的同时拥有最大的增压比。改型方案通过改变激波串位置和子串数目来提升转子增压能力,然而增强的激波串一定程度上恶化了隔板顶部间隙流场,并增大了泄漏流和激波系相互作用引起的流动损失,近隔板压力面附近的低能流体聚集,造成转子流道内部较高的流动损失。

摘要：借鉴陆用轴流泵设计经验,利用Concepts NREC软件设计了三种不同安装角的喷水推进轴流泵,并采用三维雷诺平均N-S方程和S-A湍流模型对其流场和性能进行数值仿真。计算结果表明:叶片安装角对喷水推进轴流泵的性能和流场影响较大,动叶进口安装角减小6°后效率可提高3%~5%,叶片进口的狭窄高压区明显改善,动叶吸力面分离区和分离流动损失明显减小,叶片载荷分布更加均匀;静叶进口安装角减小后扬程和效率都有所提高,静叶出口的流场形态得到改善,角区分离得到控制、回流损失减小。

摘要：为了能够有效优化局部进气涡轮性能,通过对现有软件模块进行二次开发,并利用人工神经网络结合粒子群-遗传混合算法,建立了局部进气涡轮气动优化设计平台,分别在全周进气单流道和局部进气环境下对涡轮进行了分步优化。结果表明:在全周进气单流道条件下,通过对各排动静叶进出口几何角、安装角和第一级动叶积叠规律的优化,改善了涡轮内部流动状态,使涡轮总静效率在全周进气单流道条件下累计提升了3.24%;通过对全周进气单流道优化结果进行局部进气构型,并进一步在局部进气环境下对第一级动叶叶型进行优化,消除了第一级动叶排根部因局部进气气动参数周向分布不均匀而导致的流动分离,使优化后的局部进气涡轮总静效率较原型累计提升了3.72%。

摘要：为了评估旋转冲压压缩转子试验系统的气动性能,采用Fluent软件对其通流部分在设计转速下的流场进行了全通道数值模拟。分析了旋转冲压压缩转子达到最高效率时,试验系统各部分的总体性能以及导叶段、旋转冲压压缩转子段和出口支板段的流动特征。计算结果表明,进口段和导叶段内气流损失较小,总压恢复系数分别为0.995和0.979,且气流在导叶内基本实现了预期的偏转和加速。旋转冲压压缩转子压比较高,单转子压比可到2.756。超声速压缩面区域不同节距方向的激波系结构有较大差异,同时存在正常反射和马赫反射现象。出口支板段存在大范围的流动分离,不利于出口气流顺畅的流出。

摘要：设计了一种基于偏心传动轴和行星齿轮组合机构的旋转叶轮式内燃机功率传输机构。对该内燃机的结构及工作原理分析的同时,建立了功率传输机构的运动学模型。研究结果表明:旋转叶轮式内燃机具备在主轴旋转的过程中实现动态扩容和较多的作功次数等优点,理论上比传统往复式活塞发动机功率密度更高,运转更平稳。转子回退现象与偏心传动轴偏心距的大小呈正比,随着偏心距的增大回退现象越明显。

摘要：借鉴超声速喷管和传统涡轮结构与特性,设计了超声速膨胀器。对其内部三维流场的数值研究结果表明,超声速膨胀器能够实现气流膨胀加速,膨胀波的出现导致静压沿节距方向分布不均,流道出口附面层分离、回流、低能流体与主流掺混以及激波附面层相互作用是能量损失的主要来源。

摘要：采用三维雷诺平均N-S方程和标准k-ε湍流模型,在设计工况下对3种隔板截面形状的超声速膨胀器的三维流道流场进行了数值研究.结果表明:矩形截面形状的超声速膨胀器近吸力面区域气流速度大,斜激波之后流动损失低,等熵绝热效率较高;正梯形截面形状的超声速膨胀器出口平均绝对马赫数、静压比以及膨胀比大,综合性能相对最优;角区附面层分离、回流形成的低速气流团以及斜激波所导致高速气流的增压过程是出口流动损失的主要来源;优化隔板沿径向的结构,超声速膨胀器的综合性能有望进一步提高.

摘要：为了获得综合性能较优的膨胀器结构,对所设计3种膨胀型面的超声速膨胀器的三维流场进行了数值研究。研究结果表明:膨胀型面显著影响三维流道的局部流场和性能,沿节距方向直线型膨胀型面的膨胀器速度分布在3种膨胀型面结构中最为均匀,出口平均绝对马赫数最大,膨胀比最大,说明S2流面沿流向逐步缓慢扩张有利于气流的膨胀加速。3种膨胀型面膨胀器的膨胀比和等熵绝热效率均随进口总压和转速的上升而增加。

摘要：本文采用三维雷诺平均N-S方程和Spalart-Allmaras湍流模型,在设计工况下对3种具有不同隔板截面形状的旋转冲压压缩转子进行了数值研究。计算结果表明:旋转冲压压缩转子进气流道内主要存在三道曲线激波对气流进行压缩;隔板截面形状对激波及气流流动影响较大,隔板截面形状为"正梯形"时,旋转冲压压缩转子具有较高的效率和较小的出口气流角。