离心式或混流式压缩机跨盘盖相对流面上流动分析(正命题)

概述本文在T.Katsanis于文献[1]中所述方法的基础上,根据某些基于试验结果的假定,为叶片中心面所代表的跨盘盖平均相对流面在进出口附近作了修正,在已知叶轮几何形状、运行参数(包括非设计工况)条件下,进行了跨盘盖相对流面流动分析。并在此基础上,按J.D.Stanitz假定,对叶片表面速度作了近似计算。在掌握了某种三元叶轮造型方法(如水泵的几何作图法)基础上,应用该正命题方法和计算程序可判断所设计叶轮气动性能好坏,以反复修改叶轮设计。这样也可介决三元叶轮的设计问题。我们曾用这种方法设计了某成套设备中离心式空气压缩机的第一级叶轮。     

多相泵叶轮准三维可控速度矩设计

以速度矩作为控制参数,推导多相泵叶轮中均匀流模型的准三维反问题计算公式,并给出叶轮叶片形状的反问题设计方法.通过选择合适的速度矩分布,进行叶轮的子午面反问题计算,对多相泵叶轮的叶片形状进行初步没计.对计算结果的分析表明,利用准三维方法进行多相泵叶轮的可控速度矩设计是经济且有效的.     

三元整体叶轮曲面造型及其计算机辅助制造技术

针对一种三元整体叶轮,采用B样条方法对叶片中性面上顶部和根部的两组数据点进行了插值曲线的反算,进而构造出直纹面形式的叶片中性面和叶片曲面;研究了在五坐标机床上采用球头棒铣刀侧铣加工叶轮时的刀位计算方法,给出了在UG(unigraphics)环境下的叶轮曲面建模方法及其数控加工仿真步骤．研究表明将理论分析与几何仿真相结合,可以暴露问题。显著缩短研究时间,是复杂曲面设计与数控加工刀位验证的有效途径。     

三元叶轮子午流道和叶片的优化方法

利用反问题计算间接对叶片进行参数化并结合神经网络技术，建立了一种基于三维黏性流动分析的叶轮优化设计方法．该方法将设计变量分为叶片的设计变量和子午流道的设计变量，并分别作为子系统和中心系统。首先，在子系统内保持子午流道形状不变，利用遗传算法对叶片进行优化．然后，在中心系统内利用试验设计理论安排训练样本，采用神经网络建立叶轮性能与子午流道设计参数之间的响应关系，同时计及叶片形状对叶轮性能的影响，对子午流道及叶片进行优化。该方法设计变量个数较少，通过将设计变量进行分类并分步优化，有效地减少了计算量，对三元叶轮的优化问题具有良好的应用前景。通过对一台混流泵叶轮进行优化，扬程和效率分别提高了7．43％和3．37％，从而验证了该方法的实用性。     

旋喷泵叶轮内的准三元流动计算

采用任意准正交面方法求解旋喷泵叶轮内准三元流场．通过同时求解沿准正交面与Ｓ＿１Ｓ＿２流面交线方向的速度梯度方程和沿流线方向的能量方程求得了旋喷泵叶轮内的准三元解，指出了旋喷泵内准三元流动的流场分布特点是叶片工作面速度先减小后增大，叶片背面速度先增大后减小，叶轮流道中的空间流线从进口到出口逐渐变密，明确了叶轮设计时应注意的问题。     

反求工程技术在压气机叶轮上的应用

压气机的叶轮是增压器的重要组成部分,叶轮曲面复杂,设计、加工困难.阐述了反求技术的概念和组成,并对反求技术在压气机叶轮曲面建模的有关问题进行了初步探讨.     

离心式叶轮三元流动的研究与计算

本文将三元流理论及叶片最佳设计理论结合起来,应用于离心式风机,提出一种简便易行的计算方案.推导了三元流动普遍关系式,根据所编的三元叶轮计算机源程序,设计计算了多种翼型方案,并在此基础上试制成三元后弯型叶轮风机.试验表明,样机的各种性能达到了预期的效果.     

离心式、混流式三元叶轮的优化设计

本文根据三元流动普遍关系式与离心式叶轮实际气体流动模型,提出了按叶片最佳负荷规律与叶道内附面层不分离准则为约束条件的优化设计方法;研究了叶片中面形状按_A(s)=const与_A(s)=As+B两种扭曲规律变化的三元翼型,分别进行了正反问题的设计计算;给出了程序框图与计算结果.本文还对研制成的三元等厚度翼型叶轮的离心风机作了综合性能试验,试验结果表明,在流量系数为0.193、压力系数为0.55时,风机的全压效率达到了92.6%.     

离心叶轮反求设计与四轴数控加工研究

对于具有复杂曲面外形的零件采用反求设计,可以大大节约设计时间和设计成本。在介绍自由曲面离心叶轮的三维点数据采集和UG曲面重构的反求设计方法的基础上,给出了基于UG的整体叶轮的四轴数控加工工艺及避免刀具干涉与过切的检查方法,并通过叶轮四轴加工实践,验证了通过反求设计制造叶轮的不失为一种快速有效的方法。     

喷水推进收缩流泵导叶的水动力优化设计方法

为解决新型喷水推进收缩流泵因径向尺度小、导叶动负荷大引起的水动力问题,提出一种用于喷水推进收缩流泵导叶水动力设计的三元可控速度矩方法.基于收缩流式叶轮,通过控制过流面积变化优化导叶子午面,实现从泵进口到出口的全收缩.根据可控速度矩原理,针对叶轮出口流场与收缩流式导叶特点给定子午面速度矩分布,完成了导叶片三元可控速度矩设计,建立了收缩流式导叶模型.应用经过试验验证的推进泵数值模拟试验方法进行推进泵内流场与外特性计算分析.结果表明,设计工况点处推进泵模型效率由原设计的87%提升至90%,导叶轴向长度缩短了20%.设计优化效果显著,能够满足工程应用要求,从而解决了水动力问题.     

径流式透平叶轮内部三元流动的计算方法及其特性分析

基于Ｄｅｎｔｏｎ对置差分格式，发展了径流式透平叶轮内部三元流动Ｅｕｌｅｒ方程的时间推进有限体积求解方法，并对一个车用增压器径流式透平叶轮的内部流动在多个工况条件下进行了计算分析，揭示了其内流规律，与准三元流动分析结果的比较表明：准三元流动模型由于抱略了流面厚度的变化，相应的流运输设计计算都有局限性。因而，对径流式透平叶轮应该采用全三元流动分析方法设计叶道，以求叶轮内流效率及透性能有较大幅度的改善。     

斜流通风机的计算与试验

本文利用斜流叶轮准三元设计法,设计并研制出了具有大倾斜流面和轴向速度变化的后置导叶型斜流通风机.性能试验与应用结果表明该设计法可靠.     

答“关于求解叶轮机械三维跨音流场途径的探讨”

文［１］认为在文［２］中存在有混淆跨音流场基本属性方面的原则性错误是根本不存在的，完全是文［１］作者的误解。文［１］作者认为对叶轮机械带激波的三维跨音流场，三元直接解是比三元流动通用理论更为可取的方法的根据是不足的。在亚声速、超声速和跨声速叶轮机械中，三元流动通用理论已得到广泛的应用；尤其在设计问题中，三元流动通用理论是特别适用的，也已被国内外一些燃气轮机工厂使用于各种叶轮机械的设计中。     

离心泵旋转叶轮内部流场变分有限元解及粘性修正

本文探索研究离心泵旋转叶轮内部流场的数值模拟,为在水泵内部流场计算设计领域引进和推广有限元法提供一种有效手段,同时为水泵叶轮反问题计算设计、优化设计及CAD打下一个良好基础.计算结果表明:本文所建立的计算方法是可行的.     

离心风机三元扭曲叶片叶轮中气固两相流动的研究

本文对三元扭曲叶片叶轮离心风机内粒子运动轨迹及叶轮磨损情况进行了理论分析和实验研究。考虑风机叶片的三元扭曲特性,推得一整套三元扭曲叶片粒子反弹的计算公式.对三元扭曲叶片和单圆弧叶片的碰点分布进行了计算比较,前者比后者的分布均匀程度有所改善。用靠背管测量含尘与不含尘时的风机特性是可行的.试验证明,本文所用的两相流物理模型,其理论计算与试验结果有很好的一致性,对设计和制造耐磨性较好、效率较高的风机有一定的实用价值.     

泵喷推进器低噪声优化设计

以某水下无人潜航器为研究对象,在验证所用方法可信性的基础上运用旋转机械三维反问题设计方法、计算流体力学及计算声学等方法对泵喷推进器进行以降低噪声为目的的优化设计.研究结果显示:对泵喷推进器叶轮施加侧斜、纵斜及叶稍卸载可有效削弱叶轮和导叶之间的相互作用,进而明显降低了叶轮辐射噪声,通过进一步缩短叶轮的叶顶弦长来降低叶轮与导管内壁面之间的相互作用,泵喷推进器静止部件噪声和推进器总噪声均显著降低.     

混流泵叶轮的正反问题迭代法设计及流动分析

提出了用正反问题迭代法设计混流泵叶轮的新方法。该方法能够有效地弥补传统方法设计叶片时轴面流动的计算仅满足流体连续方程的缺陷,同时考虑了叶片形状对轴面流场计算的影响。通过两类相对流面迭代求解流体连续方程与运动方程,完成设计叶轮的正问题计算。采用逐点积分法进行叶片骨线绘型,在轴面上加厚叶片,在保角变换平面内修圆叶片头尾部,完成反问题设计。正反问题迭代计算直至收敛,最终完成混流泵叶轮的设计。采用SIMPLEC算法,通过求解Navier-Stokes方程和RNGk-ε湍流模型方程,模拟了混流泵叶轮内的三维流场,获得了叶轮内的速度与压力分布。结果表明:正反问题迭代方法设计的叶片对于水流的控制能力增强,叶轮内部流动稳定,压力分布均匀,具有更优的水力性能。     

径向三元叶轮通用直线元成型法

本文给出了径向流动三元叶轮叶片加工的通用直线元成型法，同时给出与三元叶轮流场计算有关的参量计算公式，并介绍了计算方法，本文法已用于某产品设计，使三元叶轮的成型具有加工方便，可调性强和易保证叶型精度的特点。     

用准正交面法分析叶轮机械三元流场的研究获国家科学技术进步奖

叶轮机械使用广泛,耗能很多,用数值分析方法研究叶轮通道中的流动状况,对改善叶轮的性能及提高效率极有意义. 我校应用力学系这一项目的研究人员,在两类流面理论的基础上提出的准正交面法是叶轮机械三元流动的一种三元数值解法,采用在每个准正交面上沿S_1,S_2流面交线两个方向上求解速度梯度方程,通过整个准正交面上的流量校核、反插等分流量点,在一次     

叶片弯曲程度对离心压气机性能的影响

采用离心压气机计算机辅助集成设计系统设计直叶片、正弯叶片和反弯叶片3种离心压气机叶轮.对具有不同弯曲程度的叶轮内部流场进行三维粘性计算,给出了不同弯曲程度的计算结果,比较了进口中间叶高处具有1.5 mm正弯和反弯叶形叶片压力面和吸力面上的熵分布.计算结果表明,进口正弯叶轮绝热效率略高于进口反弯叶轮的绝热效率;出口正弯和出口反弯叶轮绝热效率基本相同;叶形弯曲对小型离心压气机叶轮效率影响很小.