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题名两级对置式离心压气机湿压缩研究
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作者
倪明
耿少娟
张宏武
王永生
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机构
中国科学院工程热物理研究所先进能源动力重点实验室
中国科学院大学
永能动力(北京)科技有限公司
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期1000-1014,共15页
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基金
国家自然科学基金(51506195)。
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文摘
本文以两级对置式离心压气机为对象,采用数值模拟方法研究了湿压缩对压气机特性和内部流场的影响。数值计算借助ANSYS CFX软件,采用欧拉-拉格朗日法耦合计算连续流场和离散粒子项,基于k-ε湍流模型、变比热拟合公式计算焓熵值,利用安托万方程求解饱和蒸汽压力并加入液滴破碎CAB模型和撞壁模型。在压气机进口采用干空气和不同喷水量与粒径组合共计7个工况条件下,对比分析了压气机总体性能变化、部件性能变化及水滴的运动轨迹。结果表明,湿压缩使得整机压比和效率均有所提高,但效果越好裕度越小。低压级内湿压缩效果明显,水滴蒸发使得出口温度降低;高压级湿压缩降温增益不明显,但受上一级冷却效果影响,压比和温比都增加。水滴在叶轮中主要积聚在叶片压力面根部。扩压器和回流器中产生了较大的尾迹损失,扩压器前缘受水滴破碎和掺混作用,产生较大熵增。
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关键词
湿压缩
两级离心压气机
喷水量
水滴粒径
数值模拟
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Keywords
Wet compression
Two-stage centrifugal compressor
Water spraying rate
Water droplet diameter
Numerical simulation
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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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题名倾斜吹吸控制下湍流边界层减阻的直接数值模拟
被引量：3
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作者
夏前锦
连龙
瞿建雄
王永生
薛原
王强
赵立豪
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机构
鄂尔多斯应用技术学院大飞机学院
北京动力机械研究所高超声速超燃冲压发动机国防重点实验室
永能动力(北京)科技有限公司
中国建筑科学研究院有限公司建筑安全与环境国家重点实验室
清华大学航天航空学院
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期2454-2467,共14页
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基金
国家自然科学基金(11602123)
内蒙古自治区自然科学基金(2020MS01012,2019MS07006)
内蒙古自治区高等学校科学研究项目(NJZY21158)资助.
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文摘
雷诺切应力是壁湍流高摩擦阻力的重要来源,有理论认为可以通过壁面生成负雷诺应力(数值上为正)的方式来削弱湍流流场中雷诺应力的分布,以此获得流动减阻.而通过对雷诺平均运动方程的法向二次积分,可以发现壁面生成正雷诺应力(数值上为负)对壁面摩擦阻力系数才有负贡献.文中在湍流边界层流动的控制区域下边界设置一系列倾斜狭缝,利用该装置通过周期性吹吸的方法产生壁面生成正(负)雷诺应力,并采用直接数值模拟方法考察和验证上文提到的减阻理论.文中采用的湍流边界层流动模型,其流动雷诺数(基于外流速度及动量损失厚度)从300发展到860.文中通过多组数值模拟算例,考察了射流强度和频率对壁面摩擦阻力系数的影响,并对比了壁面生成正或负雷诺应力对流动的影响.研究表明,壁面生成正雷诺应力控制的减阻率能达到3.26,而壁面生成负雷诺应力控制的减阻效果较壁面生成正雷诺应力控制的要差;壁面生成的正雷诺应力对壁面摩擦阻力有负贡献,而壁面生成的负雷诺应力对壁面摩擦阻力有正贡献;通过考察控制的收支比,发现控制方案不能获得能量净收益.
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关键词
直接数值模拟
湍流减阻
湍流边界层
壁面生成雷诺应力
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Keywords
direct numerical simulation
turbulent drag reduction
turbulent boundary layer flow
wall-generated RSS
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分类号
O355
[理学—流体力学]
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