叶顶间隙对转子流场的影响

《叶顶间隙对转子流场的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、叶顶间隙对高速转子流场影响的数值研究本科毕业设计（论文）题目叶顶间隙对高速转子流场影响的数值研究学院机械与自动控制学院专业班级10过控（1）班姓名辛无忌学号B10300325指导教师贾会霞二O一四年3月30日浙江理工大学机械与自动控制学院毕业论文诚信声明我谨在此保证：本人所写的毕业论文，凡引用他人的研究成果均已在参考文献或注释中列出。论文主体均由本人独立完成，没有抄袭、剽窃他人已经发表或未发表的研究成果行为。如出现以上违反知识产权的情况，本人愿意承担相应的责任。声明人（签名）：辛无忌二O一四年3月30日摘要压缩机的动叶顶端存在叶顶间隙。间隙内的流动十分复杂，作为叶片顶端的主要流动，它对压气机

2、的系统性能和稳定性存在巨大的影响。因此，对它的研究具有重要的理论价值和实际意义。本文将使用CFD软件（NUMECA）模拟不同叶顶间隙时Rotor37的流场，以研究叶顶间隙大小对间隙流动的影响。研究结果表明，随叶顶间隙的减少，压缩机的压比及效率均呈上升趋势。通过对比分析中截面（50%叶片高度处）及近叶尖（96.67%叶片高度处）截面静压、马赫数及熵的分布图，发现不同间隙大小时，50%叶高处，最大熵区域均出现在叶片尾缘附近，即叶顶间隙对叶中截面流场影响较小；而在96.67%叶高处，随叶顶间隙的减少，最大熵区域远离叶片前缘的方向移动。此外，随着叶顶间隙大小的变化，近叶尖截面处激波的位置和强度也会发

3、生改变。关键词：压缩机；叶顶间隙；间隙流动；数值模拟。AbstractOnthetopofbladesinturbomachinerythereexiststipclearance.Asamajorflowphenomenoninthatregion,ithasasignificantimpactonthesystemperformanceandstabilityofacompressor.Therefore,thiskindofresearchhasbeenoneofthehotissuesinthefieldofaerodynamicsinturbomachinery.Thispaper

4、focusesonthesteadyflowfieldofanaircompressorusingCFDsoftware(NUMECA).Accordingtothenumericalmethod,thesteady,three-dimensional,compressible,andviscousflowfieldwiththeoriginaltipclearanceissimulated.Then,theflowfieldwithvariedtipclearanceisinvestigated.Thecomputedresultsshowthatthecompressorpressure

5、ratioandefficiencyreducewiththeincreaseofthetipclearance.Thestaticpressure,Machnumberandentropydistributionatthemidspan(50%)wereanalyzed,comparedwiththosenearthetipsection.Theresultsshowthattheregionwiththemaximalentropyatthemidspanappearsnearthetrailingedgeofthebladeatdifferenttipclearances.Thatis

6、tosay,theinfluenceofthetipclearanceisnotdistinctontheflowfieldatthemidspan.However,onthe96%highoftheblade,theregionofthemaximalentropymovestowardstheleadingedgeofthebladewiththeincreaseofthetipclearance.Besides,boththeintensityandlocationoftheshockwavenearthetipsectionalterwiththechangeofthetipclea

7、rance.Keywords:compressor;tipclearance;clearanceflow;numericalsimulation.目录第1章绪论11.1研究背景及意义11.2国内外研究现状11.2.1国内研究现状11.2.2国外研究现状21.2.3发展趋势31.3NUMECA软件介绍41.4本文研究方案51.5主要研究内容5第2章建模及网格划分72.1NASA转子3772.2网格的划分8第3章