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跨声速压气机转子三维流场Navier-Stokes方程数值模拟

本文发展了应用于旋转机械三维跨声速流场的数值求解方法。全文共分五个部分。第一章综述了求解涡轮机械流场的 CFD 计算领域的进展,分析了计算格式和网格带来的数值粘性对计算结果的精度和收敛性的影响。第二章推导了可以同时求解绝对坐标系下静子及旋转坐标系下转子流场的无量纲控制方程形式,从而采用同样的算法可以求解各自的流场。对方程进行曲线变换,并应用薄层近似理论对方程进行简化。第三章阐述了求解薄层近似的控制方程的数值方法。采用时间推进技术对时间进行离散,其中对流通量用隐式算法求解,耗散通量用显式算法计算。采用有限体积法对空间进行离散,其中对流通量用 Roe 的通量差分裂方法计算,并采用了 TVD 插值方法以提高对流通量的计算精度;粘性扩散通量用中心差分格式计算。由于旋转坐标下的转子流场及绝对坐标系下的静子流场均为定常流场,网格是不动的,求解过程中可以采用当地时间步长加速解的收敛。应用牛顿迭代线化方法将离散的方程组线性化为线性方程组,采用对  (本文共119页) 本文目录 | 阅读全文>>

《燃气涡轮试验与研究》2005年04期
燃气涡轮试验与研究

喘振对组合压气机转子振动的影响

1引言在组合压气机性能试验中,为了测取组合压气机的稳定工作边界,常常需要逼喘。其方法是用试验器上的排气电动阀来调节试验件出口反压,改变空气流量,使工作点沿等转速线移向喘振边界,使其进入喘振状态[1]。发生喘振时,压气机中气路堵塞,压力突变,造成气流打摆,出口温度急升,并引起组合压气机转子强迫振动和叶片的耦合振动,在很短的时间内,对发动机产生振动冲击。由于喘振时转速不稳定,有时会造成压气机转子超转停车,并对转子叶片造成一定的损伤[2,3]。喘振是试验中经常遇到的一种现象,研究喘振现象对于监控转子振动情况具有现实意义。2试验设备及试验件试验设备简图如图1所示。该试验设备主要承担中、小型航空发动机压气机组件性能试验任务。本文所用试验件为某型发动机的组合压气机试件,该组合压气机转子为单端预紧的端齿连接转子,转子有多级轴流叶轮和一级离心叶轮,各级叶轮之间由圆弧端齿连接,并通过中心拉杆串接在一起。试验件图1试验器设备简图Fig.1 D ia...  (本文共3页) 阅读全文>>

《航空工艺技术》1987年02期
航空工艺技术

换盘工艺应用于压气机转子修理

压气机转子是发动机的心脏部件,涡桨6 从一九七五年开始,作了大量工艺试验,不断和苏产人M-20M型发动机工作时,其压气机转 完善了换盘工艺,使这一问题得以解决。子的转速为12300转/分,i作温度为300oC。该H、用换盘法修理涡桨6和苏产AM-20M机压气机转子外径为邮60毫米,重量为141公 型压气机转子的工艺方法斤。因此,发动机t作时压气机转子承受很大1.在分解叶片时,防止叶片楷头和轮盘楷的离心、弯曲和扭转等负荷。所以,整台转子 槽拉伤的方法:都采用优质高强度不锈钢制成。它由10个轮盘、据计算,发动机i作时,一片叶片大约承1个后轴颈、1个后封严圈和10级工作叶片共 受20吨的离心力。因此,发动机经长时间工作1300多个零件组成(见图)。各级轮盘的配合 后,叶片样头和轮盘择槽有可能粘接在一起。紧度为0.17~0、40毫米,轮盘配含处有紧度为 再加上零件材料(用干涡桨6的 ICr12NiZW0.009。o.032毫米的径向销钉...  (本文共2页) 阅读全文>>

《航空动力学报》1988年04期
航空动力学报

判断主不平衡转子的方法

一、前 言 进行发动机本机平衡时,通常在发动机机匣上测试。测出的信号经跟踪滤波器滤波可得出频率等于转速的振动信号,它反映转子的同步进动,由转子自身的不平衡力激起。可通过此振动求出转子的不平衡量,以便加以平衡。但主要的不平衡转子究竟是压气机转子抑或涡轮转子,或者两转子都具有较火的不平衡量尚难以确定。如靠猜测、。试凑,必费时、费钱。本文直接利用在机匣上的测振结果来判断主不平衡转子,故有实际应用价值。单转子发动机振动分析 一般单转子发动机中压气机和涡轮转子共用三支点或各用两支点。两转子借套齿联轴器联结。压气机转子多采用跨梁式支承,轴短、直径大、弯曲刚性较高,其临界转速亦高;涡轮转子则采用悬臂式或轮盘靠近后支点的跨梁式支承,轴细长,转子的弯曲刚性低,故其临界转速亦较低。此种结构的发动机转子系统包括机匣在内的前两阶临界转速,其最低的一个比涡轮转子的要低,高的一个较压气机转子的要高。在前一阶临界时,涡轮的振幅较大,当涡轮转子不平衡量大时,其...  (本文共5页) 阅读全文>>

《工程热物理学报》1988年01期
工程热物理学报

DFVLR压气机转子中跨声速流动的两类流面准三元迭代解

一、引言 文献〔11提出的三元流动通用理论因其灵活、实用、概念清晰、对计算机要求低等特点,已在国内外不同程度地被采用一于各种叶轮机械的设计和分析中,但已有的解大多限于亚声速流动(如[2,3〕).当今高性能叶轮机械已经发展到了跨声速领域,在通过计算手段来了解高速旋转的跨声速叶轮机械内部复杂的三元流动方面,人们采用不同方法也已经做了许多有意义的工作.例如,文献〔4]用锥面上叶栅流的时间相关法和轴对称流场流线计算法组成的准三元迭代计算,文献〔51对透平转子的时间相关计算法,文献〔61对压气机转子的三元势函数解等.但按照文献〔l]提出的在S:和S:两类流面上分别用流函数计算并相互迭代的程式来求解三元跨声速流动尚无先例.本文在近年来S,和s:流面上跨声速流动快速计算新方法和高亚声速三元流动计算的理论和方法发展成熟的基础上,对一个叶尖马赫数达1.4以上具有详细激光测速数据的跨声速压气机转子中的流场,用中心S〕流面和若干个S;迥转流面进行了迭...  (本文共7页) 阅读全文>>

《汽轮机技术》1988年02期
汽轮机技术

用液压螺栓预紧器装配拉杆式压气机转子

前 .J.. .口.... 口....口. 亡二 4000马力燃气轮机是我厂研制的机车用机组,是国家科委给我厂下达的节能科研项目。机车用燃气轮机所需的燃料为重油,燃烧重油的燃气轮机在世界上尚无先例。 众所周之,转子是燃气轮机中的重要部件之一,它是在高温、高转速下工作,燃气进入透平第一级叶轮前的温度是760℃,压比是5.8、转子的转速是7900转/分。 压气机转子是由11级叶轮、零级前端轴、压气机后端轴以及和叶轮间隔夹持的n级毅环所组成。用18根姆8毫米沿圆周方向均布的长拉杆拉紧,形成压气机转子。透平转子是由三级叶轮用烘法组成,然后用12个销螺栓在压气机转子和透平转子之间将两段薄壁空心的过渡端轴联接起来形成一根嫩气轮机转子见图1。.叹巴二里,,叮通JJJ.).JJ‘‘‘ 、山司‘‘‘~ 、八 、、了~.日卜山占硬竺,叨.叭n理,,于图1压气机转子简图 这种转子是参照英国JohnBrown Engi- neering Ltd.简称J...  (本文共4页) 阅读全文>>