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题名无导叶对转涡轮气动设计技术
被引量：10
- 1
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作者
周杨
刘火星
邹正平
李维
曾军
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机构
北京航空航天大学航空发动机气动热力国防科技重点实验室/航空发动机数值仿真研究中心
中国航空动力机械研究所
中国燃气涡轮研究院
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第6期689-695,756,共8页
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基金
国家自然科学基金(50776003)
重点实验室基金(9140C4103090803)
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文摘
采用先进的无导叶对转涡轮气动布局是提升航空发动机性能最为有效的措施之一。结合无导叶对转涡轮高压涡轮动叶进出口轴向速度变化较大等特点,采用理论分析等研究了对转涡轮基元速度三角形参数的优化选取方法,并给出了高压涡轮导叶、动叶出口气流角等变化对效率影响的详细变化关系。流量系数小、高压动叶出口气流角大以及高压动叶进出口轴向速度比大是设计满足出功比高效率对转涡轮的关键。而采用Bezier曲线造型的收敛-扩散叶型叶背曲率的控制、尾缘半径的选择、叶型出口面积与几何喉道面积之比等则是设计适合出口马赫数1.5～1.6高性能叶型的关键。
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关键词
对转涡轮
速度三角形
叶片造型
数值仿真
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Keywords
Counter-rotating
Velocity triangles
Blade design
Numerical simulation
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分类号
V235.113
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名不同喷雾工质下微型燃气轮机压气机的湿压缩特性研究
- 2
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作者
曾维
李星剑
徐嘉沛
李育隆
杨正南
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机构
北京航空航天大学能源与动力工程学院
北京航空航天大学航空发动机气动热力国防科技重点实验室
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出处
《推进技术》
北大核心
2025年第5期56-69,共14页
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基金
航空发动机气动热力国防科技重点实验室基金(2023-JCJQ-LB-063-0407)。
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文摘
改善微型燃气轮机性能是国内外学者关注的热点问题。湿压缩技术通过向压气机内喷入冷却剂,利用液滴蒸发吸热降低压气机功耗,是提高微燃机性能的有效手段。本文针对微型燃气轮机湿压缩过程,以NASA CC3离心压缩机作为研究对象,利用CFX软件,选择拉格朗日颗粒追踪模型和k-ε湍流模型对压气机湿压缩过程进行数值模拟,研究以水和异辛烷为不同喷雾工质的条件下,湿压缩对压气机的压缩性能及流场的影响。结果表明,异辛烷和液态水湿压缩都能增大压气机流量,减少单位工质耗功,但不同液滴的蒸发特性导致湿压缩效果有所不同;异辛烷和液态水两种喷雾工质在湿压缩过程中内部流场分布基本一致;液滴直径小于20μm时,液态水湿压缩效果更好,当液滴直径大于20μm时,异辛烷湿压缩在增大主流流量和气流的冷却效果上显现出优势。
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关键词
微型燃气轮机
湿压缩
喷雾工质
压缩特性
传热传质
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Keywords
Micro gas turbine
Wet compression
Spray working fluid
Compression performance
Heat and mass transfer
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分类号
V23
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名位势场与涡轮端区二次流的相互作用机理研究
被引量：4
- 3
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作者
綦蕾
邹正平
刘火星
王雷
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机构
北京航空航天大学
中航工业沈阳发动机设计研究所涡轮室
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出处
《空气动力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2012年第5期597-605,共9页
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基金
国家自然科学基金(51106004)
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文摘
采用数值模拟方法,研究了某亚声速涡轮内部下游导叶位势场与动叶端区二次流和叶尖泄漏流的非定常相互作用,详细分析了不同时刻的流动特性。结果表明:受下游导叶的非定常位势作用影响,动叶出口瞬时时刻二次涡结构呈现明显的周期性变化,并导致动叶出口熵增和效率均随时间改变,文中利用旋涡运动学理论对产生这一现象的流动机理进行了深入探讨。
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关键词
位势场
二次流
非定常相互作用
涡轮端区
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Keywords
potential field
secondary flows
unsteady interaction
turbine endwall
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分类号
V235.12
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名旋转对气膜冷却影响的大涡模拟
被引量：5
- 4
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作者
刘宁
孙纪宁
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机构
北京航空航天大学航空发动机气动热力国防科技重点实验室
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第2期245-252,共8页
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文摘
采用大涡模拟,考察了旋转影响气膜冷却的物理机制。参考实验模型,用带有30°倾斜圆柱孔的平板模拟涡轮转子叶片的吸力面,冷气出口雷诺数为1300,冷气和主流的吹风比为0.5,计算了静止和旋转数为0.2两种条件下的流动和换热,全面展示了旋转对平均流场、涡量、湍流结构和壁面温度分布的影响,并由此对实验现象进行了解释。结果表明,旋转使气膜孔下游的对转涡对产生不对称性;旋转引发的哥氏力使气膜冷却流场中的发夹型漩涡结构向高半径方向偏移,引起涡量分布的改变;旋转破坏了发夹涡的连续性,减少了对主流的卷吸和主流传递给冷气的热量,从而提高了冷却核心区的冷却效率,与实验中观察到的现象一致。
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关键词
气膜冷却
大涡模拟
旋转
哥氏力
湍流结构
-
Keywords
Film cooling
Large eddy simulation
Rotation
Coriolis force
Turbulence structure
-
分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
-
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题名径向进气轴向出流旋转盘腔总压损失特性研究
被引量：5
- 5
-
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作者
于霄
黄涛
邓明春
柴军生
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机构
中航工业沈阳发动机设计研究所
北京航空航天大学航空发动机气动热力国防科技重点实验室
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出处
《航空发动机》
2011年第2期20-24,共5页
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文摘
在径向进气轴向出流的旋转盘腔中,在哥氏力的影响下,流体速度的切向分量和流体的总压损失均增大,用数值计算方法研究其损失特性缺乏验证。采用试验方法研究了径向进气轴向出流旋转盘腔的压力损失特性,测试了不同工况下的旋转盘腔的进、出口总压,分析了流量系数和旋转雷诺数对径向进气旋转盘腔总压损失的影响规律。试验结果表明:旋转盘腔的总压损失随旋转雷诺数的增大而增大。随流量系数的变化规律较复杂,在较小旋转雷诺数下,总压损失随流量系数的增大而增大;在较大旋转雷诺数下,总压损失随流量系数的增大先减小后增大。
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关键词
旋转盘腔
径向进气
流量系数
旋转雷诺数
总压损失
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Keywords
rotating cavity
radial inlet
flow coefficient
rotating Reynolds number
total pressure losses
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分类号
V231.1
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名不同来流条件下旋转对气膜冷却的影响
被引量：3
- 6
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作者
刘宁
孙纪宁
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机构
北京航空航天大学航空发动机气动热力国防科技重点实验室
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第5期706-712,共7页
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基金
国家自然基金青年科学基金项目(5100608)
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文摘
大涡模拟考察了旋转状态来流条件对单孔平板气膜冷却的影响,气膜孔沿流向倾斜30°,气膜出流的雷诺数为2 600,吹风比为0.5,计算了静止和旋转数为0.02时气膜冷却的流动和换热,对比两种主流进口条件下旋转对气膜冷却的影响。计算结果表明:(1)均匀来流条件下,旋转主要使发夹涡结构产生非对称分布,裹挟气膜向高半径方向偏转;(2)充分发展的来流条件下,旋转使来流边界层内产生湍流结构,淹没了射流进入主流时产生的发夹涡,引起更强烈的射流扩散,增大了气膜覆盖范围,降低了气膜冷却效率的峰值;(3)旋转通过改变来流边界层内的湍流结构对气膜冷却的影响更显著。
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关键词
气膜冷却
旋转
大涡模拟
湍流结构
来流条件
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Keywords
Film cooling
Rotation
Large eddy simulation
Turbulence structure
Inflow condition
-
分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名径向进气旋转盘腔换热特性试验研究
被引量：2
- 7
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作者
于霄
吕多
李红莲
夏梦
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机构
中航工业沈阳发动机设计研究所
北京航空航天大学航空发动机气动热力国防科技重点实验室
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出处
《航空发动机》
2014年第5期18-22,共5页
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基金
航空动力基础研究项目资助
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文摘
为分析流量系数和旋转雷诺数对径向进气旋转盘换热效果的影响,采用试验方法对径向进气旋转盘腔的换热特性进行了研究。通过测试不同工况下的旋转盘表面温度,获得了局部努赛尔数分布和平均努赛尔数的变化规律。试验结果表明:由于径向进气旋转盘腔内流动复杂,旋转盘面局部对流换热系数受流动影响出现多头分布的规律;同时,随着旋转雷诺数和流量系数的增大,转盘的平均努赛尔数增大,平均换热效果增强。
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关键词
旋转盘
径向进气
换热特性
流量系数
旋转雷诺数
燃气轮机
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Keywords
rotating disk
radial inflow
heat transfer characteristics
flow coefficient
rotating Reynolds number
gas turbine
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分类号
V231.1
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名大涡模拟研究展向旋转槽道湍流流动
- 8
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作者
刘宁
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机构
北京航空航天大学航空发动机气动热力国防科技重点实验室
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2011年第1期24-31,共8页
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文摘
大涡模拟预测了以不同转速做展向旋转的槽道湍流流动,统计平均的流向速度型在壁面附近与已有实验数据符合得很好.对比不同转速的计算结果,表明展向旋转通道的湍流应力和壁面摩擦力,在压力面附近提高、在吸力面附近降低,低阶湍流统计量的变化规律与对湍流应力输运方程的分析结果一致.旋涡识别技术显示了近壁条带结构,其形态和猝发率受旋转附加力的影响发生改变,进而影响壁面摩擦速度的数值和分布.进一步考察垂直流动方向的截面内速度分布,发现旋转引起了垂直壁面方向的流动,形成正负相间排列的流向涡对,并随着转速的增加向压力面靠近.用较少计算资源获得的上述结果与公开发表的结论一致.
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关键词
大涡模拟
旋转
槽道湍流
湍流应力
湍流结构
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Keywords
large eddy simulation
rotation
turbulent channel flow
turbulence stress
turbulence structure
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分类号
O357.5
[理学—流体力学]
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题名对转风力机的设计及流场数值模拟
被引量：7
- 9
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作者
李金
袁巍
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机构
北京航空航天大学航空发动机气动热力国防科技重点实验室
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出处
《流体机械》
CSCD
北大核心
2013年第5期22-28,共7页
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文摘
基于传统单转子风力机风能利用系数低的缺点,采用改进的Wilson方法设计了一个对转风力机,减小了湍流尾流的影响,提高了风力机总的风能利用系数。研究了两转子半径比对总的风能利用系数的影响。通过三维数值模拟对所设计的风力机进行了设计工况的流动分析。研究结果表明两个转子的最佳半径比为1.5,此时总的风能利用系数能够达到0.52,风能利用系数比单转子的风力机提高了15.6%,风能利用效率得到了一定的改善。
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关键词
对转风力机
总的风能利用系数
半径比
数值模拟
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Keywords
counter-rotating wind turbine
total wind energy utilization coefficient
radius ratio
numerical simulation
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分类号
TH12
[机械工程—机械设计及理论]
TK83
[动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
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题名叶片前缘对吸力面边界层3维流动影响分析
被引量：1
- 10
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作者
李乐
刘火星
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机构
北京航空航天大学能源与动力工程学院
北京航空航天大学航空发动机研究院
北京航空航天大学航空发动机气动热力国防科技重点实验室
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出处
《航空发动机》
北大核心
2022年第4期40-46,共7页
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文摘
为了分析叶片前缘形状对吸力面边界层3维流动过程的影响,对1组具有不同前缘形状的叶栅进行试验与数值模拟。以2维结论为基础,利用数值计算建立了前缘对吸力面边界层的2维影响与3维影响之间的联系。结果表明:对于1个竖直叶栅,端壁附近的展向截面吸力面边界层早期的发展过程主要保持2维特性,且这一特性能对边界层的3维流动产生直接影响。展向截面边界层形状因子与边界层展向流动趋势直接相关,在分离泡区域内,形状因子较大,使得边界层展向流动的趋势急剧增加,低能流体沿展向大幅发展。通过试验考察不同前缘叶型的竖直叶栅出口总压损失和出口气流角的展向分布发现,在2维计算中优秀的前缘造型或特定的前缘形状均能改善吸力面边界层的3维流动,有效减小整体的总压损失。
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关键词
3维流动
叶轮机
叶片前缘
吸力面边界层
分离
转捩
航空发动机
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Keywords
three-dimensional flow
turbomachinery
blade leading edge
suction surface boundary layer
separation
transition
aeroengine
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分类号
V231.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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