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跨音转子叶尖泄漏流动的DES研究
1
作者 苏祥宇 任晓栋 +1 位作者 李雪松 顾春 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1491-1497,共7页
本文针对某1.5级跨音压气机转子,使用分离涡模拟方法(DES)对其进行了不同工况下的数值模拟,重点关注了叶顶泄漏流动的形态结构、非定常性以及与激波的相互作用。结果表明,分离涡模拟方法能够比雷诺时均方法更好地捕捉泄漏涡的涡系结构... 本文针对某1.5级跨音压气机转子,使用分离涡模拟方法(DES)对其进行了不同工况下的数值模拟,重点关注了叶顶泄漏流动的形态结构、非定常性以及与激波的相互作用。结果表明,分离涡模拟方法能够比雷诺时均方法更好地捕捉泄漏涡的涡系结构和流场细节,且在近失速工况下能够捕获到泄漏流动的非定常现象。泄漏流动的非定常扰动主要发生在在80%叶高以上的叶片压力面侧,对转子总体性能产生了影响。泄漏涡通过激波后结构出现了较大改变,泄漏涡和激波作用之后导致涡破碎可能是叶顶流动中非定常性的根本来源。 展开更多
关键词 分离涡模拟 叶尖泄漏 跨音压气机 非定常性
基于F级燃气轮机烟气再循环系统的分析 被引量:2
2
作者 吕煊 顾春 刘建军 《动力工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期24-28,共5页
分析了烟气再循环技术直接应用于F级燃气轮机联合循环时对燃气热力循环参数的影响.对比分析了余热锅炉后排气分别按照无烟气循环和烟气再循环比例为10%、20%和30%的工况,烟气再循环在联合循环条件下燃气轮机进口温度与进口氧体积分数的... 分析了烟气再循环技术直接应用于F级燃气轮机联合循环时对燃气热力循环参数的影响.对比分析了余热锅炉后排气分别按照无烟气循环和烟气再循环比例为10%、20%和30%的工况,烟气再循环在联合循环条件下燃气轮机进口温度与进口氧体积分数的变化趋势,以及不同烟气再循环比例条件下联合循环出力的变化趋势;计算了不同负荷条件下烟气再循环对燃气轮机本体透平进口温度及排气温度的影响;分析了烟气再循环对潜在CO_2捕集的优势.结果表明:烟气再循环可在部分负荷下提升联合循环效率,并且有助于CO_2捕集. 展开更多
关键词 燃气轮机 烟气再循环 热力分析 联合循环
双循环余热回收系统性能分析
3
作者 宋健 任晓栋 顾春 《工程热物理学报》 CSCD 北大核心 2017年第7期1491-1495,共5页
本文针对某型柴油机,提出一双循环余热回收系统,其中高温循环采用水作为工质,回收柴油机高温排气余热,低温循环采用有机工质,相继回收低温主机冷却水余热及高温循环冷凝器的热负荷,高温循环和低温循环通过共用换热器结合。通过热力学分... 本文针对某型柴油机,提出一双循环余热回收系统,其中高温循环采用水作为工质,回收柴油机高温排气余热,低温循环采用有机工质,相继回收低温主机冷却水余热及高温循环冷凝器的热负荷,高温循环和低温循环通过共用换热器结合。通过热力学分析,探讨了高温循环冷凝器热负荷对低温循环的影响,结果表明在不同条件下,共用换热器的节点温差会发生在不同的位置,从而导致低温循环不同的蒸发温度及其他热力参数。本文设计的双循环系统,最大净功率达到115.2 kW,可以将柴油机的功率提升11.6%。 展开更多
关键词 余热回收 双循环系统 有机朗肯循环 节点温差
基于大涡模拟的圆管脉动湍流减阻数值分析
4
作者 宁涛 顾春 《清华大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2017年第5期511-515,共5页
该文利用商业软件ANSYS-CFX对圆管中的脉动湍流进行了大涡模拟,分析了脉动流的减阻特性和总能耗。文中的脉动流算例包括稳态流主控和振荡流主控两种流态。结果表明:脉动流通过叠加适合的振荡流来改变稳态流的边界层特性,脉动幅值为5.5... 该文利用商业软件ANSYS-CFX对圆管中的脉动湍流进行了大涡模拟,分析了脉动流的减阻特性和总能耗。文中的脉动流算例包括稳态流主控和振荡流主控两种流态。结果表明:脉动流通过叠加适合的振荡流来改变稳态流的边界层特性,脉动幅值为5.5时得到最佳减阻率为25%;当脉动流的流态由振荡流主控且振荡流分量的边界层为层流时,减阻效果较好;简单正弦形式脉动流的总能耗高于相应的稳态流。 展开更多
关键词 圆管脉动流 湍流 大涡模拟 减阻 能耗
高温透平气热耦合通流设计与分析
5
作者 巴威 李海波 顾春 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期969-974,共6页
透平冷却技术的广泛应用带来了冷却透平中主流流动和传热过程的复杂耦合问题。传统透平设计过程中,通常将气动设计与冷却设计分开进行,因而难以充分考虑二者之间的相互影响。本文在某高温轴流透平的初步设计中采用了一种气热耦合的通流... 透平冷却技术的广泛应用带来了冷却透平中主流流动和传热过程的复杂耦合问题。传统透平设计过程中,通常将气动设计与冷却设计分开进行,因而难以充分考虑二者之间的相互影响。本文在某高温轴流透平的初步设计中采用了一种气热耦合的通流设计方法,该方法在传统通流计算的基础上引入了冷却计算模型,并以通流计算得到的主流流场参数作为传热计算的边界条件,由此求得透平所需冷气量及主流流场参数。本文采用ANSYS CFX对设计透平进行了性能分析,结果表明该气热耦合通流设计方法可以在透平初步设计阶段提供较大的借鉴意义。 展开更多
关键词 气热耦合 通流方法 冷却模型 数值计算
微型离心压气机扩压器设计与分析
6
作者 宋寅 李雪松 顾春 《分布式能源》 2016年第3期18-22,共5页
微型燃气轮机是微小型分布式供能系统的核心设备,叶片扩压器对于微型燃机离心压气机的性能有重要影响。该文对某kW级微型燃机的扩压器进行了设计,对带扩压器的微型离心压气机进行数值模拟,着重探讨了扩压器进口冲角对压气机性能的影响... 微型燃气轮机是微小型分布式供能系统的核心设备,叶片扩压器对于微型燃机离心压气机的性能有重要影响。该文对某kW级微型燃机的扩压器进行了设计,对带扩压器的微型离心压气机进行数值模拟,着重探讨了扩压器进口冲角对压气机性能的影响。数值模拟结果表明,扩压器进口负冲角很大时,在小流量的工况下压比和效率很高,在大流量工况下压比和效率迅速降低,特性曲线陡峭,工作范围变窄。扩压器进口冲角绝对值较小时,压气机特性曲线较为平坦,工作范围宽广,冲角的较小变化对于压气机性能的影响不显著;正冲角情况下,扩压器的静压恢复系数最高,负冲角越大,静压恢复系数越小。由此可见,扩压器进口冲角的最优值并不固定,应当根据压气机具体工作要求进行选择,同时还需要考虑为保证燃烧器有较高的燃烧效率而带来的对静压恢复系数的要求。 展开更多
关键词 微型燃机 扩压器 冲角 数值模拟 设计原则
某五级高负荷轴流压气机气动性能分析 被引量:1
7
作者 宁涛 顾春 +2 位作者 肖耀兵 李孝堂 刘太秋 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期46-50,共5页
本文针对某五级高负荷压气机进行了实验和数值计算研究,详细对比分析了该压气机设计转速下的气动性能。首先就总体性能和流场细节对数值计算进行实验校核,结果表明:该压气机数值计算得到的总体性能曲线与实验结果吻合良好,设计点和近... 本文针对某五级高负荷压气机进行了实验和数值计算研究,详细对比分析了该压气机设计转速下的气动性能。首先就总体性能和流场细节对数值计算进行实验校核,结果表明:该压气机数值计算得到的总体性能曲线与实验结果吻合良好,设计点和近失速点的级间总压和壁面静压的数值计算和实验结果吻合良好。进一步气动分析表明;该压气机设计工况下气动性能良好,近失速工况下第五级静叶70%叶展以下部分流动首先恶化,进而引发该压气机失速。 展开更多
关键词 轴流压气机 多级 气动性能分析
开槽锥形孔对耦合传热特性的影响研究
8
作者 崔沛 刘祎炜 +3 位作者 王进 闵春华 顾春 任毓程 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期592-596,共5页
本文通过数值模拟的方法对不同开槽孔结构对壁面的流场分布和冷却效率进行了研究,综合考虑固体内部导热和壁面表面对流换热的耦合传热特性,研究了开槽锥形孔和开槽圆柱孔对下游壁面冷却效果的影响。结果表明:在流速比V_r=0.5时,开槽锥... 本文通过数值模拟的方法对不同开槽孔结构对壁面的流场分布和冷却效率进行了研究,综合考虑固体内部导热和壁面表面对流换热的耦合传热特性,研究了开槽锥形孔和开槽圆柱孔对下游壁面冷却效果的影响。结果表明:在流速比V_r=0.5时,开槽锥形孔的冷却气能更好的被压覆在冷却壁面上,且有较大的横向扩展,对整个下游壁面有较好的冷却效果。 展开更多
关键词 气膜冷却 锥形 开槽 耦合传热 平板
开槽冷却孔结构的耦合传热特性的研究
9
作者 王进 崔沛 +2 位作者 田丽亭 顾春 王秋旺 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期409-413,共5页
本文通过数值模拟方法研究了开槽气膜孔的冷却特性和流场分布,通过考虑固体材料的导热影响,耦合分析壁面的热流量,通过对平板结构气膜孔下游的绝热气膜冷却效率的研究,最终提出最佳的流速比。数值模拟结果表明,流速比0.5的工况可以提供... 本文通过数值模拟方法研究了开槽气膜孔的冷却特性和流场分布,通过考虑固体材料的导热影响,耦合分析壁面的热流量,通过对平板结构气膜孔下游的绝热气膜冷却效率的研究,最终提出最佳的流速比。数值模拟结果表明,流速比0.5的工况可以提供较为均匀和稳定的冷却效果和最佳的壁面绝热冷却效率,同时,相比于壁面的气膜冷却效果,材料导热性能对壁面冷却效果起着主导作用。 展开更多
关键词 气膜冷却 开槽 耦合传热 平板
基于有机朗肯循环的船用柴油机余热回收系统研究 被引量:3
10
作者 宋健 宋寅 顾春 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1898-1901,共4页
本文针对某船用柴油机,利用有机朗肯循环技术,设计系统回收废气余热和主机冷却水余热,两套余热回收系统的热效率分别为21.1%和5.3%,总净功率为102.2 kW,可将柴油机的输出功率提升10.3%。在两套独立系统的基础上,进行优化并提出了主机冷... 本文针对某船用柴油机,利用有机朗肯循环技术,设计系统回收废气余热和主机冷却水余热,两套余热回收系统的热效率分别为21.1%和5.3%,总净功率为102.2 kW,可将柴油机的输出功率提升10.3%。在两套独立系统的基础上,进行优化并提出了主机冷却水预热、废气蒸发的方案,探讨了预热温度对系统性能的影响。优化后的系统,净功率为100.8kW。优化方案的净功率略有降低,但大大简化了系统、降低了投入成本和占用空间。 展开更多
关键词 船用柴油机 余热回收 有机朗肯循环
高负荷轴流压气机的通流计算与分析 被引量:1
11
作者 李想 顾春 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1907-1911,共5页
高负荷轴流压气机内部流动复杂,气动性能预测难度大。本文介绍了作者开发的一套适用于高负荷轴流压气机性能预测的通流计算程序。程序采用流线曲率法,基于对压气机内部流动规律的深刻认识,结合实际工程经验,建立了对于损失、落后角等的... 高负荷轴流压气机内部流动复杂,气动性能预测难度大。本文介绍了作者开发的一套适用于高负荷轴流压气机性能预测的通流计算程序。程序采用流线曲率法,基于对压气机内部流动规律的深刻认识,结合实际工程经验,建立了对于损失、落后角等的预测模型,以及失速和掺混模型。通过对NASA的跨音转子Rotor 1B、P&W三级机组3S1、GE公司E~3机组等多台有代表性机组进行计算,并将计算结果与试验数据进行对比,验证了本通流程序的可靠性。结果表明,本程序是高负荷轴流压气机性能分析预测的有效工具,具有一定工程应用价值。 展开更多
关键词 高负荷轴流压气机 通流计算 流线曲率法 损失模型
轴流压气机带冠静叶和不带冠静叶的比较研究
12
作者 李想 顾春 《清华大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1361-1366,共6页
在设计清华大学1.5级轴流跨音压气机试验台过程中,将静叶形式由带冠改为不带冠。为考察不带冠静叶能否满足气动设计要求,该文采用计算流体力学方法,对上述2种静叶形式的压气机进行数值模拟和比较分析,并对不带冠静叶间隙大小对压气机性... 在设计清华大学1.5级轴流跨音压气机试验台过程中,将静叶形式由带冠改为不带冠。为考察不带冠静叶能否满足气动设计要求,该文采用计算流体力学方法,对上述2种静叶形式的压气机进行数值模拟和比较分析,并对不带冠静叶间隙大小对压气机性能的影响进行研究。结果表明:不带冠静叶在设计点效率提高1.8%,且数值失速裕度提高1.5%,能够满足气动设计指标。设计点效率提高的原因在于:泄漏流和端壁二次流起到相互抑制的作用,二次流引起的分离区尺度因而得以削减。分析同时表明:在较大间隙(0.8mm)时,泄漏流会起主导作用,影响静叶根部损失和落后角分布,因此试验台加工制造中需要对静叶间隙大小进行控制。 展开更多
关键词 轴流跨音级压气机 带冠静叶 不带冠静叶 数值模拟 二次流 间隙泄漏流
某MW级燃机低压离心压气机优化设计
13
作者 李培元 顾春 宋寅 《清华大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1110-1116,共7页
为了优化离心压气机叶轮与扩压器的匹配特性,该文开发了基于iSIGHT的1维优化设计系统。针对某MW级燃机低压级离心压气机,对其几何参数及匹配特性进行了优化设计。计算结果表明:原始设计中扩压器与叶轮不相匹配,无叶扩压器径比过大,从... 为了优化离心压气机叶轮与扩压器的匹配特性,该文开发了基于iSIGHT的1维优化设计系统。针对某MW级燃机低压级离心压气机,对其几何参数及匹配特性进行了优化设计。计算结果表明:原始设计中扩压器与叶轮不相匹配,无叶扩压器径比过大,从而导致整级效率偏低。根据1维优化计算结果,在3维上对扩压器进行了重新设计,减小了无叶扩压器径比,并采用串列式有叶扩压器代替了原有单级有叶扩压器。与原始设计相比,优化后的离心压气机整级性能有了明显改善,压比提高了约4%,效率提高了约2%。 展开更多
关键词 离心压气机 1维设计 扩压器 优化设计
某五级轴流压气机性能分析 被引量:1
14
作者 李博 顾春 +2 位作者 肖耀兵 李孝堂 刘太秋 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1218-1222,共5页
基于一套S2流面流线曲率法通流计算程序对某五级轴流压气机进行了性能分析。该程序在包含常用的叶珊特性计算模型的同时,为了反映压气机内部复杂流动的影响,引入了考虑到端壁剪切力修正的径向掺混模型和能够根据不同工况激波结构计算... 基于一套S2流面流线曲率法通流计算程序对某五级轴流压气机进行了性能分析。该程序在包含常用的叶珊特性计算模型的同时,为了反映压气机内部复杂流动的影响,引入了考虑到端壁剪切力修正的径向掺混模型和能够根据不同工况激波结构计算损失的复杂激波模型。通过与实验数据的对比结合CFD计算结果,表明该程序能够基本准确预测某五级轴流压气机的运行特性和气动布局参数,验证了该压气机性能基本达到设计要求。同时为该压气机进一步优化提供了参考。 展开更多
关键词 压气机 轴流 多级 通流
考虑冷却模型的燃气轮机热力循环计算模型的研究
15
作者 纪星星 顾春 +1 位作者 刘红 李朝坤 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期297-301,共5页
热力循环计算是燃气轮机性能分析和设计的重要手段。随着燃气轮机热力循环参数不断提高,热力循环计算必须要能对变工况下透平冷气需求量作出准确的估计,并考虑冷气在燃气轮机循环各环节的影响。本文基于适用于多轴燃气轮机热力循环计... 热力循环计算是燃气轮机性能分析和设计的重要手段。随着燃气轮机热力循环参数不断提高,热力循环计算必须要能对变工况下透平冷气需求量作出准确的估计,并考虑冷气在燃气轮机循环各环节的影响。本文基于适用于多轴燃气轮机热力循环计算模型,引入混合模型,结合气体掺混的Hartsel模型,建立了带冷却模型的热力循环计算模型。对某三轴MW级燃气轮机的变工况性能进行计算,通过与简化冷却模型的计算结果及实验数据的比较、分析,表明考虑混合模型的热力循环计算结果与实验数据具有更好的一致性。 展开更多
关键词 热力循环 冷却模型 气体掺混
太阳能中低温有机朗肯循环系统的设计与分析 被引量:4
16
作者 宋健 徐俊杰 +1 位作者 李艳 顾春 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1309-1312,共4页
本文设计了一输出功率在100 kW左右的太阳能中低温有机朗肯循环系统,完成了系统核心部件有机工质向心透平的设计与造型。CFD计算结果显示有机工质向心透平的设计基本满足要求,有机工质在向心透平内部流动特性良好,流线分布均匀,未出现... 本文设计了一输出功率在100 kW左右的太阳能中低温有机朗肯循环系统,完成了系统核心部件有机工质向心透平的设计与造型。CFD计算结果显示有机工质向心透平的设计基本满足要求,有机工质在向心透平内部流动特性良好,流线分布均匀,未出现分离和明显的涡。本文设计的系统可以实现太阳能的利用,为今后的生产实践提供参考。 展开更多
关键词 太阳能 有机朗肯循环 向心透平
基于GPU的隐式算法与方案研究
17
作者 李雪松 顾春 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2043-2047,共5页
图形处理单元(GPU)可以将桌面计算机的计算速度提高1~2个数量级,发展相关的隐式算法非常重要。本研究根据GPU的硬件特点,选择了DP—LUR隐式方法,并对此进行了进一步的改进。根据GPU算法低内存需求,首先对DP—LUR方法右端项相关... 图形处理单元(GPU)可以将桌面计算机的计算速度提高1~2个数量级,发展相关的隐式算法非常重要。本研究根据GPU的硬件特点,选择了DP—LUR隐式方法,并对此进行了进一步的改进。根据GPU算法低内存需求,首先对DP—LUR方法右端项相关矩阵运算进行改写,将其变化为具有推广价值的标量形式。这一改进与原始方法完全等价,但形式极为简洁,节省了大量的内存存储与读写需求。随后,进一步将左端项矩阵对角化,从而对内存存储与读写的需求进一步降低,同时降低了单步迭代计算量,但也同时降低了收敛速度,总计算量比前一种方法增加了约20%。以上两种改进相互独立,可以根据需要单独或联合选取。 展开更多
关键词 GPU 隐式算法 DP—LUR方法 低内存需求算法
高压比离心压气机设计与分析 被引量:4
18
作者 李培元 顾春 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1823-1827,共5页
本文对压比高达11的离心压气机叶轮及扩压器进行了初步设计。针对进口处叶尖马赫数高达1.6的特点,对叶轮进口处的复杂激波结构、轮缘处的低能量区域以及叶轮出口处的流动情况进行了分析。根据叶轮出口处流场分析结果,完成了有叶扩压... 本文对压比高达11的离心压气机叶轮及扩压器进行了初步设计。针对进口处叶尖马赫数高达1.6的特点,对叶轮进口处的复杂激波结构、轮缘处的低能量区域以及叶轮出口处的流动情况进行了分析。根据叶轮出口处流场分析结果,完成了有叶扩压器的设计,并和无叶扩压器的计算结果进行比较,结果表明所设计的有叶扩压器能够有效地提高压气机效率。 展开更多
关键词 高压比 离心叶轮 激波 低能量区 扩压器
车用加温器风机性能研究
19
作者 秦臻 郑文涛 +1 位作者 李雪松 顾春 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1860-1863,共4页
本文通过对某型车用加温器风机进行CFD模拟计算,研究了风机工作性能。风机叶片布置的不合理造成了较大的攻角损失,同时在槽道内形成大尺度槽道旋涡,造成较大的总压损失,以及出口周向等方向上的不均匀。风机流道的设计对风机性能产... 本文通过对某型车用加温器风机进行CFD模拟计算,研究了风机工作性能。风机叶片布置的不合理造成了较大的攻角损失,同时在槽道内形成大尺度槽道旋涡,造成较大的总压损失,以及出口周向等方向上的不均匀。风机流道的设计对风机性能产生了较大的影响,通过改变出口后面空腔的大小,可以一定程度上改善流动,降低总压损失。 展开更多
关键词 加温器 风机 性能
某带分流叶片的亚声速离心压气机叶轮CFD结果确认及分析
20
作者 李培元 顾春 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2495-2502,共8页
为了研究数值模拟结果的准确性,使用计算流体动力学(CFD)软件Numeca,采用Spalart—All—maras(S—A)模型和shearstresstransport(SST)模型对某压比为1.5的亚声速离心压气机叶轮的性能进行了计算,并将4个不同截面上的速度分布... 为了研究数值模拟结果的准确性,使用计算流体动力学(CFD)软件Numeca,采用Spalart—All—maras(S—A)模型和shearstresstransport(SST)模型对某压比为1.5的亚声速离心压气机叶轮的性能进行了计算,并将4个不同截面上的速度分布等计算结果和实验数据进行了对比.结果表明:s—A模型和SST模型的计算结果几乎完全相同,误差小于1%;整体性能的模拟计算结果和实验值吻合较好,在设计工况点,误差在2%以内,在非设计工况点,误差也小于6%;不同截面上速度分布的计算结果和实验值相差较大,在轮毂附沂.帚女误善存20%寿右.存轮缘附沂.窨珏钋截而帚女误善高干100%。不能直宴反映轮缘附沂的流动情况. 展开更多
关键词 数值模拟 离心压气机叶轮 湍流模型 速度分布 低能区
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