大宽度无叶扩压器旋转失速特征的数值分析 被引量：7

1

作者 高闯 谷传纲 +1 位作者 王彤 戴正元 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1518-1521,共4页

采用二维方法,预先给定扩压器入口的射流-尾迹分布,忽略边界层的影响,对一具有大宽度无叶扩压器进行了数值模拟;分析了扩压器长度、叶轮叶片数目等因素对失速的影响.计算结果表明:对于宽度不同的扩压器存在不同的失速机理,相关结论和文... 采用二维方法,预先给定扩压器入口的射流-尾迹分布,忽略边界层的影响,对一具有大宽度无叶扩压器进行了数值模拟;分析了扩压器长度、叶轮叶片数目等因素对失速的影响.计算结果表明:对于宽度不同的扩压器存在不同的失速机理,相关结论和文献结果的比较也证实了该方法的正确性. 展开更多

关键词 无叶扩压器 旋转失速 大宽度比 射流-尾迹

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无叶扩压器中非定常流动的DMD模态分析 被引量：10

2

作者 丁杰 胡晨星 +2 位作者 刘鹏寅 竺晓程 杜朝辉 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期447-453,共7页

采用动力模态分解(DMD)对离心压气机无叶扩压器内的复杂流场进行分析,选取1.8kg/s设计工况和1.4kg/s非稳定工况下的非定常数值计算结果为基础数据,得到这2种工况下10%叶高平面上切向速度、径向速度的模态云图以及特征频率,评估了DMD方... 采用动力模态分解(DMD)对离心压气机无叶扩压器内的复杂流场进行分析,选取1.8kg/s设计工况和1.4kg/s非稳定工况下的非定常数值计算结果为基础数据,得到这2种工况下10%叶高平面上切向速度、径向速度的模态云图以及特征频率,评估了DMD方法分析离心压气机非定常流动特征的能力.对不同特征频率下的流场进行重构,直观深入地再现了无叶扩压器内部非定常流动的变化过程.结果表明:在小质量流量下,叶片扫描频率的影响效果虽然仍占据主导,但受到抑制;捕捉到失稳频率约为193Hz,失稳模态在扩压器内沿周向占据3个固定的位置交替波动,不稳定波动沿扩压器周向并不存在旋转. 展开更多

关键词 离心压气机 无叶扩压器 非定常流动 动力模态分解

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无叶扩压器失速的三维可压缩流模型 被引量：4

3

作者 沈枫 竺晓程 +2 位作者 刘鹏寅 杜朝辉 陈化 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1725-1730,共6页

为了研究离心压缩机系统内无叶扩压器的失速问题,提出了一种三维可压缩模型.采用奇异值分裂(SVD)方法求解离散后的三维可压缩流欧拉方程,得到了无叶扩压器失速时的临界流量系数和失速团相对转速.研究显示,在无叶扩压器较长的情况下,入... 为了研究离心压缩机系统内无叶扩压器的失速问题,提出了一种三维可压缩模型.采用奇异值分裂(SVD)方法求解离散后的三维可压缩流欧拉方程,得到了无叶扩压器失速时的临界流量系数和失速团相对转速.研究显示,在无叶扩压器较长的情况下,入口马赫数对临界流量系数和失速团相对转速都有重要影响.此外,无叶扩压器临界流量系数还受到无叶扩压器出入口半径比、扩压器入口平均流动的轴向分布以及叶片后弯的影响.实验比较显示,三维模型的预测结果相比二维模型更为准确. 展开更多

关键词 离心压缩机 无叶扩压器 失速 三维模型 可压缩流动

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带无叶扩压器离心压气机的稳定性分析 被引量：6

4

作者 刘海清 高闯 +1 位作者 张宏武 黄伟光 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期936-941,共6页

结合实验数据,采用数值模拟方法对某带无叶扩压器离心压气机的性能与稳定性进行了详细分析,比较了设计点与近失速点下无叶扩压器内部的流动特征.结果表明:在发生喘振瞬间,扩压器进口最先出现了压力崩溃;扩压器进口流动特别是轮盖侧流动... 结合实验数据,采用数值模拟方法对某带无叶扩压器离心压气机的性能与稳定性进行了详细分析,比较了设计点与近失速点下无叶扩压器内部的流动特征.结果表明:在发生喘振瞬间,扩压器进口最先出现了压力崩溃;扩压器进口流动特别是轮盖侧流动是导致压气机失稳的重要因素,对扩压器进口逆叶轮旋转方向的轮盖侧喷蒸汽能够提高扩压器的稳定性. 展开更多

关键词 离心压气机 无叶扩压器 稳定性 喘振

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离心压缩机无叶扩压器的三维失速模型 被引量：4

5

作者 沈枫 竺晓程 +1 位作者 杜朝辉 陈化 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1251-1255,共5页

提出了一种离心压缩机系统内无叶扩压器失速的三维理论模型.该模型采用线性化的三维欧拉方程分析扩压器内的流体不可压缩流动,采用有限差分法和奇异值分裂(SVD)法进行求解,以预测无叶扩压器失速的临界来流角和失速团相对转速.结果表明,... 提出了一种离心压缩机系统内无叶扩压器失速的三维理论模型.该模型采用线性化的三维欧拉方程分析扩压器内的流体不可压缩流动,采用有限差分法和奇异值分裂(SVD)法进行求解,以预测无叶扩压器失速的临界来流角和失速团相对转速.结果表明,在三维情况下,无叶扩压器失速的临界来流角和失速团相对转速除了受到扩压器几何尺寸的影响以外,还受到扩压器入口流体平均径向速度的轴向分布的影响.与二维模型相比,三维模型所得到的预测结果与实验结果更相符. 展开更多

关键词 离心压缩机 无叶扩压器 失速 三维模型

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离心压气机无叶扩压器内部流动的实验测量和数值分析 被引量：8

6

作者 刘立军 徐忠 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期270-274,共5页

对离心压气机无叶扩压器内部的流动进行了测量 .实验在 6种不同转速下进行 ,获得了径向速度、周向速度和静压恢复系数的分布规律 .用SIMPLEC算法结合k ε湍流模型对该无叶扩压器内部流动进行了数值模拟 .计算结果与实验值基本吻合 .结... 对离心压气机无叶扩压器内部的流动进行了测量 .实验在 6种不同转速下进行 ,获得了径向速度、周向速度和静压恢复系数的分布规律 .用SIMPLEC算法结合k ε湍流模型对该无叶扩压器内部流动进行了数值模拟 .计算结果与实验值基本吻合 .结果表明 :气流速度沿扩压器宽度方向的分布是盘侧高于盖侧 ,速度分布逐渐达到均匀 ;当提高转速时 ,气流速度沿扩压器宽度方向的变化较小 .压力恢复系数在无叶扩压器前段增长较快 ,在后段增长缓和 . 展开更多

关键词 无叶扩压器 离心压气机 内流场 实验测量 数值分析 径向速度 周向速度 静压恢复系数

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离心叶轮出口与无叶扩压器内部流动特性的DPIV实验研究 被引量：3

7

作者 张玮 王元 +1 位作者 徐忠 张惠 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期144-151,共8页

在叶轮转速n=1500rpm对应的设计工况下,利用两维数字式粒子图像速度场仪(DPIV)对风机模型从叶轮出口至无叶扩压器区域内部流动状态进行整场测量,在"锁相"状态下获得沿扩压器宽度方向上三个径向面的瞬态速度场、涡量场的分布,... 在叶轮转速n=1500rpm对应的设计工况下,利用两维数字式粒子图像速度场仪(DPIV)对风机模型从叶轮出口至无叶扩压器区域内部流动状态进行整场测量,在"锁相"状态下获得沿扩压器宽度方向上三个径向面的瞬态速度场、涡量场的分布,并进一步对时均流场的流动特性进行全面讨论。测量结果表明:设计工况下,叶轮出口流动呈现典型的"射流-尾迹"流动结构,其对无叶扩压器内部流动状态具有深刻的影响。旋涡由叶轮叶片表面边界层的粘性切应力产生,并随流动被输运至下游无叶扩压器,然后随着流动的均匀化而逐渐消失。涡量的分布及变化反映了无叶扩压器内部流体相互掺混和能量传递、重新分布从而达到均匀化的过程。随着半径的增加,尽管无叶扩压器内流动在圆周方向亦逐渐趋于均匀化,但沿宽度方向的差距未得到改善,这将导致沿轴向α不变原则设计的叶片扩压器的二元叶片无法避免冲击损失。 展开更多

关键词 离心叶轮 无叶扩压器 DPIV

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基于模糊理论的三维无叶扩压器多目标优化 被引量：2

8

作者 高闯 谷传纲 +1 位作者 王彤 舒信伟 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1192-1195,1199,共5页

建立了一种基于模糊理论的无叶扩压器优化模型,并采用人机交互的修改单纯形法(IMS)进行求解,模型同时考虑了扩压器的静压升和全压损失.采用计算流体动力学(CFD)方法求解RANS方程得到扩压器的流场分布,从而获得单步优化目标函数值.在采用... 建立了一种基于模糊理论的无叶扩压器优化模型,并采用人机交互的修改单纯形法(IMS)进行求解,模型同时考虑了扩压器的静压升和全压损失.采用计算流体动力学(CFD)方法求解RANS方程得到扩压器的流场分布,从而获得单步优化目标函数值.在采用IMS方法获得新的盖侧曲线后,进行网格重绘,以防止盖侧出现网格线交叉和避免负网格的生成.盖侧曲线采用工程上常用的B样条拟合.优化结果和文献中的结果吻合较好. 展开更多

关键词 模糊理论 隶属函数 无叶扩压器 修改单纯形法 B样条拟合 网格重绘

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无叶扩压器内的射流-尾迹型扰动分析 被引量：4

9

作者 高闯 谷传纲 +1 位作者 王彤 肖军 《动力工程》 CSCD 北大核心 2009年第4期326-329,341,共5页

假设扩压器内部流动为不可压缩的二维流动,采用小扰动方法建立了无叶扩压器的状态矩阵模型,并利用文献中数据对扩压器进口的射流-尾迹型扰动进行了分析.结果表明:径向速度扰动衰减比切向速度快;径向速度扰动衰减的快慢主要受进口流量的... 假设扩压器内部流动为不可压缩的二维流动,采用小扰动方法建立了无叶扩压器的状态矩阵模型,并利用文献中数据对扩压器进口的射流-尾迹型扰动进行了分析.结果表明:径向速度扰动衰减比切向速度快;径向速度扰动衰减的快慢主要受进口流量的影响,进口相对流动角对其影响不大;叶轮叶片数对扰动衰减也有一定影响,叶片数越多,沿径向的速度扰动和角动量衰减就越快;叶轮和有叶扩压器之间的无叶空间可能是引起压缩机失稳的关键因素.模型分析和已有文献十分吻合,验证了模型的正确性. 展开更多

关键词 无叶扩压器 传递矩阵 射流-尾迹 扰动波

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离心压气机宽无叶扩压器旋转失速的数值研究 被引量：2

10

作者 张倩 陈睿琳 +1 位作者 张良 张磊 《汽轮机技术》 北大核心 2021年第1期1-4,64,共5页

无叶扩压器作为离心压气机的重要部件,研究其内部旋转失速的诱发过程及机理对离心压气机无叶扩压器旋转失速的主动控制具有重要意义。利用ANSYS平台对离心压气机建模并对其旋转失速过程进行非稳态数值模拟。结果表明:离心压气机无叶扩... 无叶扩压器作为离心压气机的重要部件,研究其内部旋转失速的诱发过程及机理对离心压气机无叶扩压器旋转失速的主动控制具有重要意义。利用ANSYS平台对离心压气机建模并对其旋转失速过程进行非稳态数值模拟。结果表明:离心压气机无叶扩压器旋转失速是随着流量的逐渐减小建立起来的,失速工况点位于性能曲线的负斜率区;无叶扩压器内部,低速区靠近扩压器盖侧,高速区靠近扩压器盘侧;宽无叶扩压器的旋转失速与扩压器出口回流区有关,出口处回流区逐渐向扩压器内部发展,导致核心流发生畸变,最终导致旋转失速的发生。 展开更多

关键词 离心压气机 无叶扩压器 旋转失速 回流区 数值模拟

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离心压气机无叶扩压器的失速特征 被引量：1

11

作者 楚武利 姜桐 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第1期50-55,共6页

本文用高频响应的热线风速仪与磁带记录仪及CF－920动态信号分析仪一起，组成测量及分析系统，并用该系统对离心压气机无叶扩压器的施转失速进行了详细的测量及分析，文中通过对孤立叶轮及叶轮进口流动的测量鉴别了叶轮和扩压器谁先失... 本文用高频响应的热线风速仪与磁带记录仪及CF－920动态信号分析仪一起，组成测量及分析系统，并用该系统对离心压气机无叶扩压器的施转失速进行了详细的测量及分析，文中通过对孤立叶轮及叶轮进口流动的测量鉴别了叶轮和扩压器谁先失速，得出了无叶扩压器产生的失速为渐变型，失速团以12％－22％的叶轮转动速度与叶轮同向旋转，失速产生后会引起整个无叶护压器窨大幅度的速度脉动，另外，在试验过程中观察到一种新的流动现象，即同一流量下交替出现两种不同频率及团数的失速。 展开更多

关键词 离心式压缩机 无叶扩压器 旋转失速

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小流量下离心压气机无叶扩压器数值模拟及流动分析 被引量：8

12

作者 马超 王航 +1 位作者 刘云岗 朱智富 《内燃机与动力装置》 2010年第5期13-16,25,共5页

无叶扩压器是离心压气机重要部件,也是涡轮增压器上应用最多的扩压器类型,详细研究其内部流场,掌握流动损失产生的机理,对于提升扩压器性能及抑制其失速的发生具有重要意义。本研究利用商用CFD软件NUMECA对离心压气机无叶扩压器进行了... 无叶扩压器是离心压气机重要部件,也是涡轮增压器上应用最多的扩压器类型,详细研究其内部流场,掌握流动损失产生的机理,对于提升扩压器性能及抑制其失速的发生具有重要意义。本研究利用商用CFD软件NUMECA对离心压气机无叶扩压器进行了数值模拟,并对无叶扩压器收缩段和平行段内的流动分别进行分析,探讨了它们各自流动的特点,为进一步深入研究无叶扩压器流动,提升其性能奠定基础。 展开更多

关键词 离心压气机 无叶扩压器 数值模拟 流动分析

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无叶扩压器内流场的热线测量 被引量：1

13

作者 李超 赵荣珍 《甘肃工业大学学报》 1998年第2期37-40,共4页

采用单斜丝和单直丝热线相结合多方位采样测量技术，在三种不同转速条件下，使用智能型恒温热线风速仪，对一小型离心式压缩机无叶扩压器内流场进行了测量．给出了三种转速时的时均速度、气流方向角和静压恢复系数的测量结果。

关键词 离心式 压缩机 流场 无叶扩压器 热线测量

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非平行壁面无叶扩压器失速的三维模型

14

作者 沈枫 竺晓程 +2 位作者 刘鹏寅 杜朝辉 陈化 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1613-1618,共6页

为了研究离心压缩机系统内非平行壁面无叶扩压器的失速问题,提出了一种三维模型.首先采用强隐式方法(SIP)求解扩压器内的平均流动,然后采用奇异值分裂(SVD)方法求解离散后的线性化三维欧拉方程,得到了非平行壁面无叶扩压器失速时的临界... 为了研究离心压缩机系统内非平行壁面无叶扩压器的失速问题,提出了一种三维模型.首先采用强隐式方法(SIP)求解扩压器内的平均流动,然后采用奇异值分裂(SVD)方法求解离散后的线性化三维欧拉方程,得到了非平行壁面无叶扩压器失速时的临界流量系数和失速团相对转速.研究的非平行壁面轮盖型线包括单收缩型、先收缩后扩张型以及等面积收缩型.结果显示,无叶扩压器的轮盖型对临界流量系数和失速团相对转速都有重要影响,收缩型轮盖面可以有效抑制无叶扩压器失稳,对于较长的扩压器抑制效果更为明显.此外,非平行壁面无叶扩压器的失速临界流量系数还受到入口马赫数、扩压器出入口半径比的影响. 展开更多

关键词 离心压缩机 无叶扩压器 非平行壁面 失速 三维模型

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无叶扩压器不同进口条件时流场的实验研究

15

作者 赵荣珍 李超 《甘肃工业大学学报》 1999年第4期44-47,共4页

使用智能型恒温热线风速仪，在离心式压缩机叶轮以某一转速旋转和叶轮静止不动静吹风的两种情况下，对离心式压缩机的无叶扩压器内流场进行了测量。

关键词 离心式压缩机 流体测量 流场 实验 无叶扩压器

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离心压气机无叶扩压器非定常流动本征正交分解法 被引量：2

16

作者 杨晓建 胡晨星 +1 位作者 竺晓程 杜朝辉 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1450-1458,共9页

为了研究带有无叶扩压器的离心压气机内部的非稳定流动特征,针对某离心压气机的非定常数值模拟结果,通过本征正交分解(POD)法分析小流量工况下无叶扩压器内部的非稳定流动.研究结果表明:无叶扩压器的内部流场主要受上游叶轮及下游蜗壳... 为了研究带有无叶扩压器的离心压气机内部的非稳定流动特征,针对某离心压气机的非定常数值模拟结果,通过本征正交分解(POD)法分析小流量工况下无叶扩压器内部的非稳定流动.研究结果表明:无叶扩压器的内部流场主要受上游叶轮及下游蜗壳的影响;POD法成功地捕捉到了叶片扫描频率所对应的射流-尾迹结构以及低频率的非稳定流动模态;非稳定模态的特征频率为221.04 Hz,周向存在多个扰动,并且该扰动以径向波动为主,在周向并不传播;非稳定模态的重构结果可以直观地展示失稳流动的发展过程;流场快照的采样频率对POD法所获得的结果有所影响. 展开更多

关键词 离心压气机 无叶扩压器 本征正交分解 非稳定工况

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基于DMD方法的无叶扩压器流动稳定性分析 被引量：1

17

作者 吴蔚 赵博 +1 位作者 竺晓程 杜朝辉 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期365-370,共6页

针对无叶扩压器的失稳现象,采用计算流体动力学(CFD)方法对二维无叶扩压器在不同入口流动角下收敛和发散过程中的非定常流场进行动力模态分解(DMD),并对非定常计算过程中稳定和不稳定工况的变化流场进行了分析。结果表明:通过DMD方法获... 针对无叶扩压器的失稳现象,采用计算流体动力学(CFD)方法对二维无叶扩压器在不同入口流动角下收敛和发散过程中的非定常流场进行动力模态分解(DMD),并对非定常计算过程中稳定和不稳定工况的变化流场进行了分析。结果表明:通过DMD方法获得的模态特征与二维无黏线性化稳定性分析得到的结果基本一致,在不稳定工况下具有相同的周向模态数以及相近的失速团相对叶轮转速。 展开更多

关键词 无叶扩压器 旋转失速 动力模态分解 临界流动角

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采用不同黏性处理方法的宽无叶扩压器不稳定流动研究 被引量：1

18

作者 胡晨星 杨策 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1775-1784,共10页

径向无叶扩压器的全局稳定性可能受到核心主流失稳,出口回流与壁面边界层分离等因素影响,对于宽无叶扩压器,无黏核心主流与壁面边界层流动对不稳定扰动诱发的作用机理是当前研究的重点.本文首先通过数值计算获得了大宽度比孤立无叶扩压... 径向无叶扩压器的全局稳定性可能受到核心主流失稳,出口回流与壁面边界层分离等因素影响,对于宽无叶扩压器,无黏核心主流与壁面边界层流动对不稳定扰动诱发的作用机理是当前研究的重点.本文首先通过数值计算获得了大宽度比孤立无叶扩压器平均流动,然后基于小扰动理论和周向均质假设,分别对欧拉方程与Navier-Stokes方程进行线性化,建立了基于无黏核心流动的稳定性分析方法,以及基于涡黏性与分子黏性的混合稳定性分析方法;通过与实验结果的对比,验证了混合稳定性分析方法预测所得流动失稳频率和全局直接模态的准确性;最后基于伴随方法获得了特征值的结构敏感性,揭示了不同黏性处理条件下宽无叶扩压器内全局不失稳扰动的源发区域.在只考虑核心主流的无黏条件下,宽无叶扩压器内流动不稳定扰动来源于流场中部,为二维的离心失稳;在同时考虑核心主流与边界层的作用时,宽无叶扩压器不稳定扰动不仅来源于扩压器流场中部的核心主流,壁面回流对于不稳定扰动的产生了重要影响. 展开更多

关键词 宽无叶扩压器 不稳定流动 特征值 敏感性分析

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一种高温离心式压缩机扩压器的改进与优化

19

作者 张治平 李宏波 +1 位作者 谢艳群 钟瑞兴 《暖通空调》 北大核心 2011年第1期17-20,共4页

分析对比了无叶扩压器和叶片扩压器的特性,探讨了一种高温离心式压缩机中采用低稠度叶片扩压器替代无叶扩压器的设计方案,并通过压缩机的性能测试验证了该方案的可行性。

关键词 压缩机 无叶扩压器 叶片扩压器 低稠度 进口角

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配有低稠度扩压器的离心式压气机之优点

20

作者 张保栋 《船舶节能》 1999年第1期43-44,共2页

离心式压气机上有两大主要部件:转子和扩压器。它们设计得好坏直接影响离心式压气机的效率。这两大部件的功能也不一样。转子的作用是将外部的机械能或电能,通过转子轴和叶轮输送到流体介质中去,流体因而增加了动能和压头;扩压器的作用... 离心式压气机上有两大主要部件:转子和扩压器。它们设计得好坏直接影响离心式压气机的效率。这两大部件的功能也不一样。转子的作用是将外部的机械能或电能,通过转子轴和叶轮输送到流体介质中去,流体因而增加了动能和压头;扩压器的作用则是将流体中的动能转换为压力能,进一步提高流体的压头。 展开更多

关键词 有叶扩压器 离心式压气机 低稠度 无叶扩压器 转子轴 级效率 流体介质 叶片 运行范围 动能转换

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