摘要：为进一步探究超临界二氧化碳透平内部的损失机制,针对某透平级采用数值方法研究了其流动特性,将静叶与动叶通道内的损失进行分解,定量计算了各项损失大小及其占比,明晰了超临界二氧化碳透平级的损失大小序列。结果表明,超临界二氧化碳介质密度大和透平叶高小导致其隔板密封和叶顶密封的泄漏损失巨大,级负荷为0.93,静叶间隙相对高度为0.012,动叶间隙相对高度为0.010时,泄漏损失占级总损失的38.23%,其中隔板密封泄漏损失占比为21.94%,叶顶密封泄漏损失占比为16.29%。除泄漏损失外:静叶栅通道内,叶片平均最大厚度比弦长为0.33,展弦比为2.07时,型面损失远高于端壁损失和尾迹损失,占级总损失的9.68%;动叶栅通道内,叶片平均最大厚度比弦长为0.28,展弦比为1.73时,型面损失、端壁损失和尾迹损失相差不大,型面损失仍然占比最高,达到级总损失的15.39%;动叶通道内的二次流影响范围更大,导致其端壁损失远高于静叶端壁损失,其壁面附近流体的黏性耗散和马蹄涡、通道涡等造成的二次流损失是端壁损失的主要来源。研究结果可为超临界二氧化碳透平的优化设计提供方向指引和数据支撑。

摘要：为了研究压气机叶片载荷分布影响间隙敏感性的机理,对2款叶型在不同间隙下的流动结构及不可逆损失来源进行了分析。结果表明,相对于前部加载叶型,中部加载叶型可以降低叶轮效率对间隙的敏感性,效率衰减斜率会随着设计载荷后移而减小,幅度可达14%;间隙泄漏流与主流的掺混损失对间隙变化带来的叶轮损失的增加起主导作用,占比接近70%;对于前部加载叶型,在25%流向位置附近存在二次泄漏现象,间隙增大后,二次泄漏流继续增强,进而引发三次泄漏,中部加载叶型无此现象;叶片载荷加载方式对间隙敏感性产生作用的主要机理是,前载叶片在间隙增大时,具有更强的通道二次流和泄漏涡结构,进而会带来更高的熵产率和损失,引起压气机效率下降更快带来间隙敏感性增加;通过优化通道内二次流和泄漏涡结构,有利于得到间隙敏感性更低的气动设计。研究结果可为研制低间隙敏感度高性能的压气机提供参考。

摘要：为了探明脉冲来流下蜗壳详细设计参数对转子进口流动时空变化及气动性能影响机理,提高涡轮效率,采用三维非定常数值模拟方法,研究了蜗壳出口半径、蜗壳截面形状和进口导管角对涡轮流动特性的影响。结果表明:蜗壳出口半径增大,可以有效抑制蜗舌引起的周向畸变,在脉冲波峰时刻降低蜗舌附近叶片吸力面熵产率,在脉冲波谷时刻降低叶片压力面熵产率,可提高涡轮气动性能;梨形截面蜗壳优于圆形截面蜗壳,降低了蜗舌处熵产率;进口导管角主要影响蜗舌处的气体流动,导管角增大使蜗舌处流动畸变增强,并使得蜗壳等效A/R值增大,质量流量(MFP)增加。

摘要：迷宫式调节阀具有独特的迷宫式盘片结构,在减缓或避免旁路系统中出现汽蚀、闪蒸、振动和噪声等不利影响时起重要作用。然而,盘片结构也会导致阀内流场变化复杂,流动损失加剧。介绍迷宫式调节阀的工作原理,建立调节阀仿真模型,通过流量系数和质量流量验证仿真模型的准确性。对不同阀口开度下的气动特性进行分析,并利用熵产率及熵产率体积分数对各开度下损失进行量化研究。结果表明:随着开度的减小,阀内速度整体呈减小的趋势,但压力并未呈线性变化;阀内低频段的速度波动,可能是导致阀内噪声和流致振动的重要原因;高损失区域主要集中在迷宫盘片的通流区域,而损失随着开度的增大呈规律性增大。

摘要：基于DOE、RSM、GA和MOST组合优化算法,结合熵特性采用CFD方法对有约束条件的平板直肋片散热器进行多参数结构优化,利用优化过程得到的样本数据对平板直肋片散热器进行特性分析,通过多元线性回归建立散热器换热和流动准则关系式,提供散热器热阻和熵产率具体表达式.优化结果与特性分析结论一致,和相关文献吻合.

摘要：对管内对流换热过程的温差换热和粘性摩擦引起的熵产进行了分析和优化计算 ,对换热设备和传热技术的设计和优化组织具有一定的指导意义。

摘要：采用数值模拟方法计算了导热油在单叶型空心桨叶换热器中的层流换热特性,并与实心桨叶换热器进行了比较。计算结果表明,空心桨叶换热器的导热油压降、传热率、总传热系数和总熵产率均显著高于实心桨叶换热器;对于空心桨叶换热器,流动孔直径和数量对导热油压降影响较大,但对传热率影响有限;在总熵产率组成,传热熵产率占主要部分。物料换热系数和总传热系数组合结果可用于桨叶换热器设计。

摘要：运用CFD数值仿真技术与试验相结合的方法,探究了一种并联分离式重力热管在恒定加热功率条件下的传热特性与其机理.运用流体体积(VOF)模型来模拟两相流动,通过加载用户定义函数(UDF)完成蒸发冷凝的设置与计算局部熵产率,从而分析热管内流动与传热的机理.通过数值仿真与试验结果的比对,验证了计算模型的精度与可靠性;通过分析热管局部熵产率云图,揭示了冷凝段温度分布不均匀性的物理成因.研究结果表明,对于并联热管中的两相流,流体更加倾向流入靠近来流干管的支管,传统的并联式设计不能保证其流动的均匀性.

摘要：利用CFD方法分析了平板直肋片散热器特性,通过多元线性回归建立了散热器换热和流动准则关系式,提供了散热器热阻和熵产率具体表达式;结合熵特性以本文提出的准则关系式采用约束条件的遗传优化算法对散热器结构进行多参数优化,优化结果与特性分析结论和相关文献吻合。

摘要：采用数值模拟方法对蜗壳隔舌安放角角度的大小进行研究,分析其对离心泵内部流动状态的影响。根据比转速与蜗壳隔舌安放角的关系,设计4种蜗壳隔舌安放角方案;采用Navier-Stokes方程与SST(剪切应力传输)k-ω湍流模型来研究高比转速离心泵的瞬态内部流动。结果表明:在外特性方面,蜗壳隔舌安放角为35°时,离心泵的扬程和效率最高,并且大流量工况时,蜗壳隔舌安放角为29°和32°的离心泵扬程和效率都急剧下降;在能量方面,蜗壳隔舌安放角从29°增大到38°的过程中,离心泵的能量损耗和熵产率都先减小后增大,在蜗壳隔舌安放角为35°时取得最小值;在内部流动稳定性方面,适当地增大蜗壳隔舌安放角,可以明显地降低蜗壳内部的压力脉动,减少蜗壳隔舌处的回流,使蜗壳和叶轮的内部流动更加稳定。因此,适当地增大蜗壳隔舌安放角对离心泵内部流动的稳定起促进作用,同时也能够抑制能量的耗散。