跨音速压气机转子叶片中三维粘性流场的数值研究

摘要

该文详细介绍中了旋转坐标系下的雷诺平均N-S方程的推导过程;针对原有MUSCL格式计算时的发散问题,通过旋转坐标系下MUSCL格式的重新构造,获得了可靠的收敛解;在计 算旋转直通道时,根据其流动特点提出的反压给定方法,明显使计算收敛速度加快,出口流场更加符合其流动规律.利用该文发展的程序,分别计算了旋转的直管、有间隙和无间隙的NASA37转子中三维湍流流场,并且计算结果都和实验进行了对比分析,初步确定了程序的可信程序;同时根据计算详细分析了旋转流场中的流动特点,对于跨音速压气机转子叶片中激波、流动分离的产生和发展以及间隙中的流动规律有了初步的认识和了解.

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

1.1航空压气机的设计发展趋势和国内外的水平

1.2 CFD在航空压气机设计体系中的重要地位和意义

1.3 CFD在航空压气机数值模拟中的发展过程和趋势

1.4本文的主要工作内容

第二章基本控制方程及数值方法

2.1旋转坐标系下的流动基本方程

2.2旋转坐标系下的质量加权平均NS方程组

2.3旋转坐标系下质量加权时均N-S方程的坐标变换

2.4湍流模型和数值方法

第三章旋转坐标系下Muscl格式的构成

3.1概述

3.2旋转坐标系下Euler方程的几种形式

3.3一维MUSCL格式的求解步骤

3.4多维MUSCL格式的求解步骤

3.5计算算例

第四章旋转直管的数值模拟

4.1概述

4.2物理模型、网格、边界条件及数值方法

4.3出口边界的压力给定

4.4计算结果及分析

4.5小结

附图

第五章压气机转子流场的数值模拟

5.1概述

5.2网格及初、边界条件

5.3计算结果及分析

5.4小结

附图

第六章带间隙的跨音速转子叶片流场计算

6.1概述

6.2计算网格及进出口边界条件

6.3计算结果及流场分析

6.4小结

附图

第七章结束语

7.1结论

7.2研究展望

参考文献

作者在攻读学位期间发表的论文及成果

致谢

附录