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基于趋势突变检验的螺旋桨梢涡空化初生预报方法
1
作者 韦喜忠 王永帅 +1 位作者 陈奕宏 季斌 《力学学报》 北大核心 2025年第3期605-615,共11页
梢涡空化是船用螺旋桨上最早发生的空化类型之一,其一旦发生会显著增强舰船水下噪声水平.因此,随着现代舰船对航速和声隐身性的要求不断提高,对于与舰船临界航速密切相关的螺旋桨梢涡空化初生的精准预报需求也变得日益迫切.而现阶段常... 梢涡空化是船用螺旋桨上最早发生的空化类型之一,其一旦发生会显著增强舰船水下噪声水平.因此,随着现代舰船对航速和声隐身性的要求不断提高,对于与舰船临界航速密切相关的螺旋桨梢涡空化初生的精准预报需求也变得日益迫切.而现阶段常用的单相最小压力系数法和两相空化模型法不仅无法充分考虑水中气核效应,还具有明显的网格依赖性,难以对螺旋桨梢涡的初生空化数进行精准预报.为弥补现有预报方法的不足,本研究在考虑气核效应的流场模拟方法基础上,建立了基于趋势突变检验的螺旋桨梢涡初生空化数的预报方法.首先以由螺旋桨桨叶简化而来的椭圆翼为研究对象针对该方法中空化泡判定标准和初始气核数量两个主观因素进行敏感性分析,较为系统验证了该预报方法具有优异的鲁棒性.并在此基础上,初步探究了来流速度对梢涡卷吸捕获气核能力的影响.研究表明,在空化初生工况下,来流速度越大使得气核就越难以被梢涡流场捕获后生长成为空化泡.最后进一步地将该方法应用于螺旋桨的梢涡空化初生的预报研究中.结果表明,相较于传统最小压力系数法,本方法精度能提高80%以上,优势明显. 展开更多
关键词 数值模拟 气泡动力学 突变检验 梢涡空化初生 螺旋桨
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沟槽对三维水翼叶顶间隙泄漏涡空化的抑制研究
2
作者 张睿 潘玉梦 +3 位作者 王正欣 邢静艺 冯建刚 徐辉 《水动力学研究与进展(A辑)》 北大核心 2025年第1期1-9,共9页
为研究不同空化条件下沟槽对叶顶间隙泄漏涡(TLV)空化的抑制作用,该文以NACA0009三维水翼为研究对象,基于雷诺时均N-S(Reynolds-averaged Navier-Stokes,RANS)方法,采用SST-CC(Curvature Corrected Shear Stress Transport)湍流模型和... 为研究不同空化条件下沟槽对叶顶间隙泄漏涡(TLV)空化的抑制作用,该文以NACA0009三维水翼为研究对象,基于雷诺时均N-S(Reynolds-averaged Navier-Stokes,RANS)方法,采用SST-CC(Curvature Corrected Shear Stress Transport)湍流模型和基于Ω涡识别方法的OV-ZGB(Omega Vortex Identification Zwart-Gerbera-Belamri)空化模型,开展了沟槽对三维水翼叶顶间隙泄漏涡空化抑制效果的数值模拟研究,分析了不同空化数下沟槽对叶顶间隙区空化形态、压力分布、流速分布以及Liutex涡量分布的影响。研究结果表明:沟槽可以提高叶顶间隙泄漏涡核区域的压力、加快涡心处的压力恢复并降低泄漏涡的强度,从而抑制叶顶间隙泄漏涡空化;随着空化数的降低,沟槽提高涡心处的压力、降低泄漏涡强度以及抑制叶顶间隙泄漏涡空化的能力均增强。该研究成果可为抑制轴流泵等水力机械叶顶间隙泄漏涡空化的研究提供参考。 展开更多
关键词 NACA0009水翼 叶顶间隙泄漏涡空化 OV-ZGB空化模型 沟槽 数值模拟
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基于小波变换的间歇性旋转不稳定性实验
3
作者 杨帆 吴艳辉 +1 位作者 钱坤 李波 《航空动力学报》 北大核心 2025年第5期316-327,共12页
以一亚声速轴流压气机孤立转子实验台为研究对象,对其叶顶动态压力展开了测量,以探究旋转不稳定性(RI)的时频特征及物理本质。通过功率谱估计,对RI的空间分布和频率特征进行了研究,发现RI的频率特征和空间分布不随叶顶间隙、转速和流量... 以一亚声速轴流压气机孤立转子实验台为研究对象,对其叶顶动态压力展开了测量,以探究旋转不稳定性(RI)的时频特征及物理本质。通过功率谱估计,对RI的空间分布和频率特征进行了研究,发现RI的频率特征和空间分布不随叶顶间隙、转速和流量而变化。使用小波变换对RI的时频特征进行了研究,发现RI在时间上并不连续。叶顶间隙的增大会提高RI的发生频率。使用人工模拟信号对RI的时频特征做了模拟,验证了RI只会出现在特定叶片上的假设。叶顶压力分布测量结果显示RI的物理本质是泄漏涡破碎后形成的载荷高低交错的两通道流动结构。 展开更多
关键词 旋转不稳定性 功率谱估计 小波变换 非定常流动 泄漏涡
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跨音速轴流压气机叶顶间隙变化对其性能影响
4
作者 王巍 何武亮 +2 位作者 孙伟文 贺天存 王柏贺 《热科学与技术》 北大核心 2025年第2期174-182,共9页
为了研究叶顶间隙变化对多级轴流压气机性能的影响规律,以NASA设计的五级核心轴流压气机74A的前3.5级压气机为研究对象,基于S-A湍流模型,采用三维定常求解方法,研究高转速(跨音速)与低转速(亚音速)下多级轴流压气机叶顶间隙变化对间隙... 为了研究叶顶间隙变化对多级轴流压气机性能的影响规律,以NASA设计的五级核心轴流压气机74A的前3.5级压气机为研究对象,基于S-A湍流模型,采用三维定常求解方法,研究高转速(跨音速)与低转速(亚音速)下多级轴流压气机叶顶间隙变化对间隙流动影响,揭示间隙流动影响压气机特性的机理。结果表明:叶顶间隙增大使叶顶泄漏流与主流的相互干涉作用增大,同时跨声速存在的激波使无量纲螺旋度变化程度加剧,表明泄漏涡破碎程度加剧,且熵增区域与效率相关,而低能区域与压比相关。叶顶间隙每增大17%时,高转速与低转速最大效率分别下降约为0.155%与0.170%,对应总压比下降0.023%与0.086%。压气机最高效率及对应总压比与叶顶间隙变化呈线性关系,该研究成果为多级轴流压气机一维性能提供准确预测。 展开更多
关键词 轴流压气机 叶顶泄漏流 叶顶泄漏涡 激波 无量纲螺旋度
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喷水推进泵空化诱导压力脉动特性的试验研究
5
作者 龚波 张正川 +4 位作者 尹俊连 冯超 李宁 许锐 王德忠 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第1期148-156,共9页
为探讨喷水推进泵内空化流动结构演变对压力脉动特性的影响,本文结合高速摄像和压力脉动同步测量展开了试验研究。结果表明:随着空化条件加剧,叶顶出现了泄漏涡核空化、剪切层旋涡空化、叶顶吸力侧片状空化和云状空化等复杂空化流动结构... 为探讨喷水推进泵内空化流动结构演变对压力脉动特性的影响,本文结合高速摄像和压力脉动同步测量展开了试验研究。结果表明:随着空化条件加剧,叶顶出现了泄漏涡核空化、剪切层旋涡空化、叶顶吸力侧片状空化和云状空化等复杂空化流动结构;叶顶低压区随着空化区域增大而增大;在泄漏流夹带下空化云不断翻滚,增加了空化云的不稳定性;空化云尺度随空化条件加剧而增大。大尺度空化云会导致强烈的压力脉动。空化区边缘的空泡破碎会带来压力冲击成份。压力脉动主频是叶频,次主频是二倍叶频。主频和次主频幅值在片状空化时小幅增长,在云状空化时大幅增大。垂直空化涡发展会导致叶片前缘附近压力面压力和局部压差下降,这是泵性能断裂的重要原因。 展开更多
关键词 喷水推进混流泵 空化流动结构 高速摄像 叶顶泄漏涡 云状空化 压力脉动 时域分析 频谱特征
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叶尖小翼对风力机气动性能的影响研究
6
作者 王清 杨科 +1 位作者 张翔 李德顺 《太阳能学报》 北大核心 2025年第4期579-586,共8页
叶尖小翼能有效改善风力机风轮的气动性能。然而现有的叶尖小翼多通过叶片延长技术实现,从而改变了风轮直径,难以分析叶尖小翼对风力机气动效率的影响。针对这一问题,基于数值模拟方法,在NREL 1.5 MW风力机的基础上,分析了叶尖小翼不同... 叶尖小翼能有效改善风力机风轮的气动性能。然而现有的叶尖小翼多通过叶片延长技术实现,从而改变了风轮直径,难以分析叶尖小翼对风力机气动效率的影响。针对这一问题,基于数值模拟方法,在NREL 1.5 MW风力机的基础上,分析了叶尖小翼不同安装位置下的风力机气动性能及流场特性。通过数值模拟分析,发现叶尖小翼能削减叶尖附近的流动分离现象,减弱叶尖涡,并增大风力机压力面和吸力面之间的压强差,从而提高风力机的气动效率。同时,研究发现离叶尖较近的小翼对风力机气动性能的改善效果更好。额定风速下,叶尖处安装小翼可使功率增加2.05%。 展开更多
关键词 风力机 叶尖小翼 气动性能 叶尖涡
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等离子体合成射流抑制桨尖涡强度实验研究
7
作者 张涛 陈晨 +4 位作者 曹亚雄 曾伟 孟镱炜 刘汝兵 林麒 《实验流体力学》 北大核心 2025年第5期108-120,共13页
为抑制直升机旋翼桨叶的桨-涡干扰噪声,运用等离子体合成射流抑制桨尖涡强度。首先通过实验获得等离子体合成射流激励器在不同加载电源参数(电压、频率、占空比)下的射流特性;然后利用仿真设计等离子体合成射流控制桨尖涡的方案,考察射... 为抑制直升机旋翼桨叶的桨-涡干扰噪声,运用等离子体合成射流抑制桨尖涡强度。首先通过实验获得等离子体合成射流激励器在不同加载电源参数(电压、频率、占空比)下的射流特性;然后利用仿真设计等离子体合成射流控制桨尖涡的方案,考察射流数目、位置和射流孔径等参数对桨尖涡抑制效果的影响;最后基于仿真设计优选的流动控制方案,在桨尖模型端面下沿靠前缘处布置垂直射流,在低速风洞内进行吹风实验,对比等离子体合成射流与连续射流对桨尖涡强度的抑制效果,分析射流抑制桨尖涡的机理。研究结果表明:等离子体合成射流能有效抑制旋翼桨尖涡的发展,且比连续射流控制更为有效,只需将若干射流布置于桨尖端面下沿靠前缘部位即可获得良好的效果。 展开更多
关键词 等离子体合成射流 主动流动控制 桨尖涡 风洞实验 流动控制方案仿真设计
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台阶壳体对诱导轮空化流动特性影响的数值研究
8
作者 许啸雨 项乐 +2 位作者 陈晖 许开富 林荣浩 《应用力学学报》 北大核心 2025年第5期1016-1026,共11页
液体火箭发动机的可重复使用和大范围变推力对作为心脏部件的涡轮泵做功能力提出了极高的要求,诱导轮是决定涡轮泵抗空化能力的关键部件。空化流动特性对来流条件比较敏感,通过修改诱导轮入口壳体结构特征,可能有利于诱导轮空化性能的... 液体火箭发动机的可重复使用和大范围变推力对作为心脏部件的涡轮泵做功能力提出了极高的要求,诱导轮是决定涡轮泵抗空化能力的关键部件。空化流动特性对来流条件比较敏感,通过修改诱导轮入口壳体结构特征,可能有利于诱导轮空化性能的提升。采用先进的自适应空化模型对某典型三叶片诱导轮内空化流动特性进行数值仿真研究,首先基于可视化实验结果对数值仿真方法进行充分验证,发现采用的数值方法能够较好预测诱导轮内部空化形态和空化性能。基于数值仿真对匹配不同阶梯壳体的诱导轮内部空化流动特性进行深入分析,结果表明,扩张角为30°时的阶梯壳体性能最优,阶梯扩张使得诱导轮上游间隙增大,减弱了流体激振效应,在泄漏涡空化起始处,阶梯壳体形成类似回流涡的结构,对泄漏涡空化的涡心产生引导作用,导致空化区向上游发展,同时阶梯将空化区分割开,抑制了向下游发展的空化气泡,从而减小空化区对流道的堵塞和对相邻叶片入口冲角的干扰,进而提升诱导轮的空化性能并稳定了流道内流态。 展开更多
关键词 高速诱导轮 叶顶间隙泄漏涡空化 空化不稳定 阶梯壳体 空化模型
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基于自适应网格的间隙涡空化数值模拟
9
作者 王龙生 张雨新 冯亮 《船舶工程》 北大核心 2025年第6期43-52,共10页
[目的]为研究叶顶间隙泄漏涡及其空化的形成机理与演变特性,建立一套适用于叶顶间隙泄漏涡空化问题的自适应网格策略。[方法]使用基于Q准则和空气体积分数2种参数的自适应网格细化法,分别针对漩涡和空化以不同的网格分辨率进行网格加密... [目的]为研究叶顶间隙泄漏涡及其空化的形成机理与演变特性,建立一套适用于叶顶间隙泄漏涡空化问题的自适应网格策略。[方法]使用基于Q准则和空气体积分数2种参数的自适应网格细化法,分别针对漩涡和空化以不同的网格分辨率进行网格加密,结合雷诺时均(RANS)、大涡模拟(LES)和分离涡模拟(DES)等3种湍流模型,对NACA0009水翼的叶顶间隙泄漏涡空化流动进行了数值模拟,研究网格分辨率和湍流模型对计算结果的影响,分析叶顶间隙泄漏涡的演变特性与尾流场中涡量和湍动能等参数的演变规律。[结果]结果表明:自适应网格细化法可用较少的网格达到较高的计算精度,精密的网格和先进的湍流模型亦可显著提高模拟效果。[结论]空化的发生也会对尾流场产生显著影响。相关研究成果可为今后间隙涡空化的研究和分析提供一定参考。 展开更多
关键词 自适应网格 叶顶间隙泄漏涡 空化 计算流体力学(CFD)
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叶尖结构对涡轮动叶端区流动特性影响
10
作者 林聚强 由儒全 +1 位作者 李海旺 谢刚 《航空动力学报》 北大核心 2025年第5期275-285,共11页
采用商业CFD软件Ansys CFX对3种叶尖结构模型进行数值仿真,选择k-ωSST(shear stress transport)湍流模型对不同结构、吹风比、叶尖间隙条件下模型进行计算。结果表明:叶尖间隙直接影响进入叶尖凹槽区域的泄漏流流量。叶尖间隙变小,泄... 采用商业CFD软件Ansys CFX对3种叶尖结构模型进行数值仿真,选择k-ωSST(shear stress transport)湍流模型对不同结构、吹风比、叶尖间隙条件下模型进行计算。结果表明:叶尖间隙直接影响进入叶尖凹槽区域的泄漏流流量。叶尖间隙变小,泄漏流受到的流动阻力增大,泄漏流流量相应下降;冷气吹风比增大后,冷气直接冲击机匣内壁面,在冲击点周围形成回流,冷气在叶尖区域凹槽涡的诱导下形成回流涡;构型3结构的凹槽中部隔板能够对进入凹槽的泄漏流产生阻挡作用,提高叶尖区域吸力面冷却效果。但隔板使得泄漏流在其左右两侧形成强度不同的凹槽涡和角涡,提高了热应力梯度。通过熵增分析,叶尖间隙对叶尖区域主流泄漏损失起决定性作用,叶尖间隙减小能够明显降低叶片尾缘区域损失。 展开更多
关键词 涡轮叶片 叶尖结构 流动特性 泄漏流 涡结构
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非定常激励对低速压气机稳定性影响的数值研究
11
作者 刘卓琦 潘天宇 +1 位作者 李宸璋 李秋实 《推进技术》 北大核心 2025年第8期29-37,共9页
非定常主动控制是一种高效的压气机稳定边界拓展方法,明确其稳定性改善机制有利于设计有效的扩稳方案。基于试验设置和结果,使用约化后的1/10圆周计算域,开展失速先兆频率的低速压气机叶尖微喷气的非定常数值模拟,并对比有/无激励、近... 非定常主动控制是一种高效的压气机稳定边界拓展方法,明确其稳定性改善机制有利于设计有效的扩稳方案。基于试验设置和结果,使用约化后的1/10圆周计算域,开展失速先兆频率的低速压气机叶尖微喷气的非定常数值模拟,并对比有/无激励、近失速和失速演化过程的瞬态流场。结果表明:溢流涡是实壁叶尖的关键流动结构,其在通道内的持续快速增长增强前缘溢流并诱发龙卷风涡产生,是实壁失速起始的标志;激励通过改变叶尖局部压力分布和壁面边界条件,增强叶尖中部泄漏流动和壁面剪切,促进叶尖流体周向移动并抑制溢流涡增长,失速起始对应的流量系数减小1.03%,改善稳定性;激励增强前缘溢流,诱导流场内先产生龙卷风涡,后溢流涡在通道内持续增强,二者共同作用,与实壁相比失速后的流场恶化速度更快。 展开更多
关键词 低速压气机 非定常流动控制 叶尖微喷气 失速过程 叶尖泄漏流动 涡动力学
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动叶前缘小翼对跨声速压气机稳定性的影响
12
作者 韩少冰 李铮 钟兢军 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期158-164,共7页
为了进一步扩大轴流压气机稳定裕度,以跨声速压气机NASA Stage35为研究对象,采用经过数值校核的数值模拟方法分析了动叶前缘小翼的扩稳机理,讨论了动叶前缘小翼对跨声速压气机性能及内部流动特征的影响.研究结果表明:动叶前缘小翼均使... 为了进一步扩大轴流压气机稳定裕度,以跨声速压气机NASA Stage35为研究对象,采用经过数值校核的数值模拟方法分析了动叶前缘小翼的扩稳机理,讨论了动叶前缘小翼对跨声速压气机性能及内部流动特征的影响.研究结果表明:动叶前缘小翼均使得压气机峰值效率有所降低,合适长度的动叶前缘小翼能够在保持近失速工况附近压气机级压比和效率基本不变的情况下,使稳定裕度增加14.96%.与原型压气机相比,前缘小翼使得动叶叶顶弦长增加,近前缘处叶顶负荷降低,从而降低了叶顶泄漏涡强度及激波/泄漏涡相互作用造成的流动堵塞,提高了压气机工作稳定性.前缘小翼造成压气机峰值效率降低的原因是前缘小翼使叶顶泄漏流对动叶吸力面及端壁区分离流体的吹除作用减弱. 展开更多
关键词 动叶前缘小翼 跨声速压气机 间隙泄漏涡 稳定裕度 旋涡结构
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跨声速轴流压气机非定常流动机理研究
13
作者 郎进花 康嘉诚 +1 位作者 安光耀 张磊 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第1期72-82,共11页
为了探究轴流压气机单转子叶顶区域的非定常流动机理,针对某跨声速压气机开展数值模拟研究,探究了叶顶泄漏流流场非定常演化特性。研究发现:该转子叶顶非定常流动现象特征频率为1863.3 Hz。吸力面前缘形成的泄漏涡,在一个波动周期内发... 为了探究轴流压气机单转子叶顶区域的非定常流动机理,针对某跨声速压气机开展数值模拟研究,探究了叶顶泄漏流流场非定常演化特性。研究发现:该转子叶顶非定常流动现象特征频率为1863.3 Hz。吸力面前缘形成的泄漏涡,在一个波动周期内发生破碎,并形成一个新的涡结构;该结构受到压力面吸力面之间的压差及前缘脱体激波共同作用逐渐向相邻叶片压力面前缘外沿移动,并在此跨周期演化过程中出现约1/9周期的维持现象;泄漏涡破碎后形成的涡结构消散的同时与下一个循环中破碎的涡共同作用,在通道内形成堵塞区,受激波的影响,进一步加剧“前缘溢流”现象的生成。也依此推测出,涡波干涉导致的泄漏涡破碎是诱发流场非定常性的关键因素。泄漏涡破碎后在相邻叶片前缘形成新的涡结构,其随时间变化发生的一系列演化过程是造成叶顶区域非定常流动的主要原因。 展开更多
关键词 轴流压气机 数值模拟 泄漏涡 涡波干涉 非定常流动
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轴流风机在烟气工质中的旋转失速机制分析
14
作者 汪潮洋 马辉 +2 位作者 王天龙 李欣 唐广通 《河北电力技术》 2025年第4期46-51,共6页
分析了特定火力发电厂中使用的双级轴流风机在环境烟气参数变化下的旋转失速问题,通过雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)方程、可实现的k-ε湍流模型和数值模拟,研究了风机在稳定运行和进入失速状态时的内部流动特性,发现烟气在80 m^(3)/s左... 分析了特定火力发电厂中使用的双级轴流风机在环境烟气参数变化下的旋转失速问题,通过雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)方程、可实现的k-ε湍流模型和数值模拟,研究了风机在稳定运行和进入失速状态时的内部流动特性,发现烟气在80 m^(3)/s左右达到出口压力峰值,之后流量稍微减小便会发生失速。分析第一级转子内的三维流场,认为失速现象主要出现在叶片尖端,且随着流速降低,叶片尖端的泄漏面积扩大,导致泄漏涡流轨迹变化,最终形成失速单元,影响整个通道的流动。探讨叶轮内部流场的噪音分布随着失速的发展规律,失速导致的流动不规则性和湍流强度的增加,使得噪音分布覆盖整个叶轮,以上规律不仅反映了流动状态的变化,也为设计优化和性能提升提供参考。 展开更多
关键词 轴流风机 数值模拟 旋转失速 尖端泄漏涡流 失速预测
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叶顶小翼前缘延伸对风机性能的影响
15
作者 李民 魏东硕 +3 位作者 梁坤峰 范晨阳 刘井龙 何海江 《河南科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期20-30,M0003,M0004,共13页
以一种轴流风机为研究对象,通过试验与数值模拟的方法,研究了叶顶小翼向前缘延伸对风机性能的影响。结果表明:叶顶小翼向前缘延伸显著降低了叶顶区域的泄漏率和泄漏涡的尺寸与强度,叶顶泄漏率降低了0.03%。Q准则识别下的涡结构中,从泄... 以一种轴流风机为研究对象,通过试验与数值模拟的方法,研究了叶顶小翼向前缘延伸对风机性能的影响。结果表明:叶顶小翼向前缘延伸显著降低了叶顶区域的泄漏率和泄漏涡的尺寸与强度,叶顶泄漏率降低了0.03%。Q准则识别下的涡结构中,从泄漏涡形成到脱落,每个时刻下泄漏涡的尺寸都更小,且泄漏涡涡核更靠近吸力面,减少了泄漏涡与主流的掺混作用,缩小了扰流范围,提高了风机的静压效率。同时,叶顶间隙和叶顶前缘位置的压力脉动幅值和压力脉动强度明显降低,压力脉动幅值分别降低了200 Pa和300 Pa,压力脉动强度分别降低了0.002和0.040,提升了流场稳定性。叶顶小翼向前缘延伸使风机在2~6 m^(3)/s流量范围内,静压效率得到提高,设计工况点(进口体积流量为5.2 m^(3)/s)的静压效率提升了1.02%。叶顶小翼向前缘延伸可使0~10 000 Hz所有频段下的噪音都得到改善,设计工况点的总声压级和总声功率级分别降低了1.5 dB(A)和1.7 dB(A)。 展开更多
关键词 轴流风机 叶顶小翼 前缘延伸 泄漏涡 噪声 静压效率
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矩形通道中不同涡流发生器对换热和压降的影响 被引量：29
16
作者 叶秋玲 周国兵 +2 位作者 程金明 周少祥 程伟良 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期86-91,共6页
对矩形通道内布置单排一对直角三角翼、矩形翼等以及研制的斜截半椭圆、半圆柱面涡流发生器的换热和压降特性进行了对比性实验。实验雷诺数Re在700～26800范围内,所有涡流发生器采用相同的高宽比、斜截倾角、迎流攻角和前沿间距。结果表... 对矩形通道内布置单排一对直角三角翼、矩形翼等以及研制的斜截半椭圆、半圆柱面涡流发生器的换热和压降特性进行了对比性实验。实验雷诺数Re在700～26800范围内,所有涡流发生器采用相同的高宽比、斜截倾角、迎流攻角和前沿间距。结果表明,斜截半椭圆柱面强化换热和压降综合性能最好。Re为700、4000和2×104时,最高局部换热系数分别约比平直流道增加了16.9%,9.3%,11.4%。斜截半椭圆柱面的阻力损失比矩形翼要小得多,Re为2×104时,约比矩形翼低37.9%。经分析,斜截半柱面涡流发生器能够产生端部涡和根部马蹄涡系,具有优越的强化换热效果,且由于其流线型柱面而压降较低。柱面相对柱体加工简单,制作方便。 展开更多
关键词 强化换热 涡流发生器 端部涡 马蹄涡系 压降
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几种翼型涡流发生器强化换热及流阻性能的实验研究 被引量：19
17
作者 周国兵 张于峰 +1 位作者 齐承英 王艳 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期735-738,共4页
在Re=4000～38000的紊流范围内,对矩形风道内分别布置有单排一对直角三角翼、矩形翼和梯形翼(斜边倾角φ=20°和12°两种)等涡流发生器的强化换热和压降特性进行了对比实验.实验在稳态的气 水逆流换热方式下进行.实验结果表明,... 在Re=4000～38000的紊流范围内,对矩形风道内分别布置有单排一对直角三角翼、矩形翼和梯形翼(斜边倾角φ=20°和12°两种)等涡流发生器的强化换热和压降特性进行了对比实验.实验在稳态的气 水逆流换热方式下进行.实验结果表明,在固定各涡流发生器的宽度b=70mm、高宽比h/b=1/2及迎流攻角β=60°的共性条件下,矩形翼强化换热的效果最好,φ=20°梯形翼次之,直角三角翼和φ=12°梯形翼再次;矩形翼压力损失最大,直角三角翼和φ=20°梯形翼流阻较小. 展开更多
关键词 翼型涡流发生器 强化换热 流阻性能 压降 端部涡 空调系统
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风力机叶尖涡尾迹结构PIV测量研究 被引量：21
18
作者 肖京平 武杰 +1 位作者 陈立 史喆羽 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2011年第6期683-692,共10页
空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所依托工程型大风洞(实验段直径3.2 m),采用高分辨率CCD相机(4 008像素×2 672像素),针对旋转状态下的风力机叶片尾流开展大视场(单个观测区域达到570 mm×380 mm)PIV(particle image ve... 空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所依托工程型大风洞(实验段直径3.2 m),采用高分辨率CCD相机(4 008像素×2 672像素),针对旋转状态下的风力机叶片尾流开展大视场(单个观测区域达到570 mm×380 mm)PIV(particle image velocimetry)测量,以NREL UAE PhaseⅥ风力机叶片1/8缩比模型为实验对象,获取了叶尖涡产生、发展的流动数据,为研究风力机叶尖涡结构和流动机理研究提供重要的基础数据.观测结果表明,叶尖涡从后缘脱落后首先有一个短时间的向内运动,然后随着尾流的膨胀向外运动,其涡强度则先是短时间内降低,然后随着涡的卷起而增强,从而形成一个强大的叶尖涡.在实验观察范围内叶尖涡在来流方向的迁移规律近似线性. 展开更多
关键词 风力机 PIV 叶尖涡 流场
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轴流压气机转子近失速工况点叶尖区流动非定常性分析 被引量：14
19
作者 吴艳辉 李清鹏 +2 位作者 张卓勋 楚武利 张皓光 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期562-566,586,共6页
为了揭示某轴流压气机转子近失速工况点叶尖区域流场的非定常变化及其形成机理,采用定常和非定常数值模拟方法对其内部流场进行了全三维的数值模拟。通过和已有的试验测量结果进行对比分析表明,预测的总性能及基元性能与试验结果取得了... 为了揭示某轴流压气机转子近失速工况点叶尖区域流场的非定常变化及其形成机理,采用定常和非定常数值模拟方法对其内部流场进行了全三维的数值模拟。通过和已有的试验测量结果进行对比分析表明,预测的总性能及基元性能与试验结果取得了很好的一致性。近失速工况点的非定常模拟结果表明,压气机的总性能及叶片承受的扭矩出现了周期性的波动,其波动周期约为转子通过频率的2.5倍。进一步详细分析叶尖区流场的瞬态流动结构发现,间隙泄漏涡在近失速工况下出现了泡式破碎,破碎的泄漏涡、主流以及来自相邻叶片的间隙泄漏流相互作用形成了另外一个特征明显的旋涡(命名为叶尖二次涡)。该旋涡的形成、发展和运动是压气机的总性能出现周期性波动的主要原因。 展开更多
关键词 轴流压气机 间隙流 泄漏涡 叶尖二次涡
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新型涡流发生器强化换热实验研究 被引量：15
20
作者 齐承英 周国兵 +2 位作者 曹惠玲 张云鹏 魏晋 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第S1期173-176,共4页
本文对矩形通道内分别布置单排一对直角三角翼、矩形翼、梯形翼、斜截圆柱体、斜截椭圆柱体等涡流发生器强化传热的效果在层流和紊流范围内（Re=800～38000）进行了对比性实验,并比较了各自对压力损失的影响,指出斜截椭圆柱体涡流发生... 本文对矩形通道内分别布置单排一对直角三角翼、矩形翼、梯形翼、斜截圆柱体、斜截椭圆柱体等涡流发生器强化传热的效果在层流和紊流范围内（Re=800～38000）进行了对比性实验,并比较了各自对压力损失的影响,指出斜截椭圆柱体涡流发生器是一种强化换热效果好阻力损失又低的新型涡流发生器。 展开更多
关键词 强化传热 涡流发生器 马蹄涡 端部涡
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