边界层对水翼湍流不稳定尾迹流影响的CFD研究

摘要

透平机械中的流动具有复杂结构。动静干涉（RSI）是一种重要现象，会对机械行为产生强烈影响，这些动静干涉会对机械的振动和声学特征有显著的冲击。湍流在这种复杂流动结构中起着一定的作用，而在透平机械的设计中，计算流体动力学（CFD）已成为经常的必要手段。RSI可能有两种不同的机理：势流干涉和尾迹干涉。尾迹干涉的流动本性是湍流和不稳定性，因此，使用CFD技术解决此类流动结构不是易事。因为高的湍流水平，适合的湍流模型是CFD结果成功的关键，湍流模型的选取对得到合适的数值结果十分严苛。本文的目标是研究上游边界层对叶片尾迹及其后的叶片下游之间尾迹-边界层干涉的影响，使用CFD技术得到了RSI现象的详细结果，其中使用了几种不同的湍流模型，并研究了这些湍流模型的能力和数值耗费，对用它们得到的数值结果做了比较。鉴于要得到高精度实验结果有很大的困难和不菲的花费，CFD工具的应用便可以有效地研究RSI现象的详细问题。