摘要：在准三维设计基础上,采用多目标优化设计方法,给出一个多级涡轮气动优化设计流程,优化联合采用人工神经网络和遗传算法,流场计算采用全三维粘性流N-S方程求解。此优化设计流程有三个特点:针对每列叶栅的气动特性进行局部优化;各列叶栅反复多次优化;粗细网格交替使用。并采用此设计流程对一三级涡轮进行优化设计,效率提高1%,说明此方法可以有效的用于多级涡轮气动优化设计。

摘要：基于管道网络算法的概念,开发了适用于内冷通道换热计算的程序,耦合外流场求解程序HIT3D,以Mark II叶片实验工况5411的结果做验证,传热系数和温度的计算值与实验值有着较好的吻合.在此基础上,对某型高压涡轮动叶内冷通道的复杂流路,建立流体网络计算模型.对原型结构吸力面一侧叶顶新增一排气膜孔,并对前部和后部蛇形通道的两组相邻通道间新增连接起平衡作用的贯通孔各3个.改型设计和原型都用开发的管道网络程序计算流动和换热参数.结果显示:在入口冷气边界条件相同条件下,相对原型,改型设计最高温度和平均温度都有10K以上的降低,叶片吸力面局部高温区集中的状况改有所善.改型设计效果在CFX全三维模拟中亦得到证实.

摘要：通过由外至内逐步建立控制参数,实现了基于叶型的气冷涡轮叶片参数化设计,在快速更新结构特征,生成实体模型的基础上,创建了复合冷却系统。不同的通流单元以串并联方式模化成为复杂的网络拓扑结构。应用一维流动理论,编写管网程序计算沿流路的流量、换热量、压力损失、温度等参数。内部单元的这些参数作为耦合计算的内边界条件,通过插值传递至外流场计算程序HIT-3D,实现全流域流热耦合分析计算。参考引用文献里的算例,对管网计算程序和耦合算法的有效性进行验证后,在改型设计计算基础上,借助i SIGHT-FD,建立优化平台。通过MIGA寻优机制,达到了提高冷却效率的目标,有效地降低了热负荷。该研究工作对于快速展开冷却结构设计具有一定的指导意义。

摘要：采用数值求解与实验测量相结合的方法,分析后加载叶栅绕流的稳定性并预测转捩.推导出正交曲线坐标系下三维扰动波的抛物化稳定性方程,在风洞实验中测量叶栅叶片表面的静压分布,并结合测量结果对设计叶栅的流动稳定性进行特征值分析.分析结果表明:(1)后加载叶型能有效推迟转捩,提高叶栅的变冲角特性;(2)当冲角变化时叶顶流动稳定性的变化最显著,负冲角流动稳定,正冲角流动最不稳定.

摘要：为了准确预估转捩起始点位置,采用考虑转捩的γ-Reθ湍流模型,对锥体高超声速流场和平板激波/边界层干扰流场进行了验证,有效地预测了边界层转捩位置、激波/边界层干扰的复杂波系结构、分离流动以及气动加热现象,且比传统的湍流模型具有更高的可信度.设计了三压缩角和等熵压缩型面进气道流场,计算结果表明,等熵压缩型面设计具有较好的喉部通流能力和较高的总压恢复性能,在进气道喉部之后,两方案性能基本一致.

摘要：为了研究温度梯度对边界层转捩的影响,在对有/无压力梯度的T3系列平板转捩实验进行数值模拟获得满意结果的基础上,对原型实验进行重新设计,以在平板边界层内形成不同温度梯度并进行数值模拟。计算结果表明随着温度梯度的增大,转捩位置向下游推延发生,平板相同位置边界层的形状参数和壁面切应力系数也相应大幅增高,边界层湍流脉动得到抑制,这是因为温度梯度形成的密度分层,湍流能量为了克服因为密度分层形成的法向浮力而被逐渐耗散,但是温度梯度对转捩影响与其它流动特性对转捩的影响相比较弱。

摘要：为研究薄叶式气封替换迷宫气封应用于透平级中的可行性,将某一级半高压透平中相应部位的迷宫气封替换为薄叶式气封,采用商业计算软件CFX进行数值模拟,并与采用迷宫气封的原型一级半透平进行对比分析。计算结果表明,简单的气封替换虽然降低气封处的泄漏流量,但没有降低透平级的泄漏损失,而且加强泄漏流动对主流的干扰,将一级半透平中的静叶隔板迷宫气封简单替换为薄叶气封的设计方案是不可行的。为了薄叶气封、平衡孔、轴向间隙的合理匹配,在原型设计方案的基础上,动叶叶顶和静叶隔板处采用薄叶气封,级内轴向间隙设置迷宫气封。采用该薄叶气封应用于透平级的最终方案,薄叶气封和平衡孔达到合理匹配,改善透平级的气动性能,降低泄漏损失,同时为下级透平提供良好的进汽条件。

摘要：为了研究亚临界600MW汽轮机高压第九级静叶叶栅的变冲角气动特性,为高压静叶叶片设计提供依据,对原型和改型两套环形叶栅在低速风洞中进行了不同冲角工况下的吹风实验研究。实验结果表明:改型叶栅降低了叶栅的流动损失,具有更好的变冲角特性。

摘要：为了获得氨燃料航空动力应用潜力评价,本文综述了氨燃料的绿色制取方法、氨燃料燃烧特性的研究成果以及氨航空发动机设计过程中可能存在的技术问题和相应的解决方案。综合已有研究成果,本文认为氨燃料航空发动机具有非常广阔的应用前景,采用氨氢混合燃烧在未来有望成为氨燃料航空动力系统的优选方案。

摘要：为深入分析沸腾两相流动振荡诱发沸腾临界的影响特性,本文以去离子水为工质,横截面19 mm×19 mm、中心为外径9.5 mm的单棒通道为研究对象,通过在不同热工参数下开展沸腾两相流动特性可视化实验研究,结合汽泡行为和汽-液界面特性,分析流动振荡诱发沸腾临界的影响特性。研究结果表明,低压力、低质量流速和低入口过冷度下,极易出现流动振荡,并导致沸腾临界提前发生,此时的临界热流密度与稳定工况下相比明显偏低;随着壁面热流密度不断增加,流道中两相流型先后出现泡状流、弹状流、合并弹状流、搅混流、剧烈搅混流、不稳定环状流;当流动出现剧烈振荡时,流道存在回流;发生沸腾临界时流道压降波动最大,对应的流型为不稳定环状流。因此,单棒通道内流动振荡可能会导致沸腾临界提前发生。