文档介绍：
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第
卷第
期工程热物理学报
年
月
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,
几种典型流动条件对平板转披过程
影响的数值模拟
徐星仲
北京航空航天大学
教研室北京
朱斌蒋洪德
中国科学院工程热物理研究所北京
摘要
、
采用作者构造的
方程转披湍流模型。数值模拟了较大跨度来流湍流度情况不同来流湍流
、、
度时几种不同顺逆压梯度存在情况壁面存在不同热交换强度情况下平板的转挟流动过程与实
,
验结果对比表明新模型具有较好地模拟转披流动能力
关键词典型流动条件, 转披过程, 数值模拟
前言
。
来流湍流度是影响转披过程的主要因素之一在大多数真实流动条件, 尤其是叶栅
。
流动条件下, 湍流度范围跨度很大来流湍流度
。二对转披的影响主要表现在对湍流
。
斑生成, 从而对转披起点和转披终点的影响上总的来讲, 较高的
使得转挟提前发
。
生, 同时转披区长度缩短
较低的
。、结果则相反另一方面, 大多数实际流动情况下
, , ,
固体壁面都存在着压力变化并且在转披区流动中不仅壁面摩擦系数,
由层流区值
。
上升至湍流区值, 而且壁面换热量也呈现同样的特性大量的实验研究结果都表明, 在
叶轮机叶片表面有明显的转抿现象存么而且层流段长度有时甚至覆盖叶片长度的
以上, 这样, 基于对有压力梯度存在时边界层流动状态清晰的认识和有效的预测手段,
。
就可以筛选和设计出特定工况下的叶片型线, 以达到较高的流动效率在有压力梯度转
披边界层流动的数值模拟方面, 以往较多的是边界层算法, 近几年来, 基于各种形式湍
,
流模型求解
方程的算法得到了很大发展
如
‘
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对于工作在高温条件
下的燃气透平叶片设计, 在以往的设计中由于缺乏转披传热研究方面经验和可靠的实验
数据, 往往导致叶片寿命的缩短或者因设计冷却气流量过多而使得发动机效率达不到应
有的水平。就目前状况而言, 对转披边界层传热特性的研究工作还远远不够, 而且仅有
。
的几个实验结果中显示出的转披区传热特性的复杂性
“一
更增加了这项工作的难度由
于缺乏足够的有说服力的实验数据, 目前对壁面换热对转披过程的影响还没有统一的结
。
论, 在转挟湍流模型模拟传热特性研究方面也没见有结果发表
、。
本文计算所采用的方程方法及湍流模型见文献
”一
本课题得到国家攀登
项目的资助
本文曾于
年
月在洛阳召开的中国工程热物理学会热机气动热力学学术会议上宣读
修改稿于
年
月
日收到
工程热物理学报
卷
来流湍流度对转披过程影响的模拟
、
运用作者提出的模型, 对
、
较大跨度范围
对转披流动起点终点影响
。
的情况进行了数值模拟图
给出了转披起
终点的数值计算结果与实验结果
比
八
一
几
一
点
, ,
—
、、实验较可以看出较高
。、使得转挟提前发
, 二, ,
本文结果几
义
二