应用FLUENT软件对Ghost离心叶轮内部湍流流动进行了数值研究，其中湍流模型采用雷诺应力模型（RSM），转子和定子的耦合采用混合平面模型（MP）。计算结果与Johnson的试验结果基本一致，表明了RSM能较好的预测离心叶轮内的湍流流动。分析了离心叶轮内部的湍流流动特性，表明边界层内的二次流对低能流体的输运，使叶轮出口形成“尾迹-射流”现象，同时尾迹区的存在造成能量的损失，且尾迹区位置取决于无量纲数Rossby数。

采用数值模拟研究方法,结合工程加工及验收过程中的实际,开展了叶片端壁倒圆结构在典型工况下对小叶高叶栅气动特性的影响研究。结果表明:在倒圆半径不变的条件下,随着叶片高度的增加,小叶高叶片在相对叶高0.50~0.95区间内的能量损失显著减小,在叶片尾缘相对叶高0.70处低能尾迹的影响区域明显减少,流场马赫数均匀性更好。在叶片高度不变的条件下,随着倒圆半径的增大,小叶高叶栅通道出口质量流量呈加速减小趋势,通道中二次流强度出现提前增大现象,叶型总能量损失系数出现先减小后增大的变化趋势。

为揭示新型VCE排气系统多模式工作特征,构建了具有高隐身多涵道特征的变循环发动机二元S弯排气系统模型,并对其进行数值仿真。结果表明:单涵道模式下,二元S弯喷管流场呈现特有的二次流流场;多涵道模式结合了引射-混合器与喷管的工作特征。双涵道模式下,S弯喷管流场二次流强度增加,且总压、推力性能随着涵道与主流引射流量比增大而增大;三涵道模式下,随着第三外涵压力增大,喷管总压、推力性能有所降低,且保持在0.6%以内。

离心水泵叶轮子午双曲轮廓的设计方法是按照流体的绕角流动原理,遵从流体运动规律设计叶轮的轴面轮廓。这种方法在理论上给从事叶轮设计工程人员提供了一种简单易行的方法。它不仅避免了传统方法的复杂性,而且还摒弃了经验上的任意性。通过用CAD建模,CFD软件分析,可以明显看出,用子午面双曲轮廓方法建立的叶轮模型,回流、二次流明显减少,同时也通过试验验证了用此叶轮的水泵其扬程和效率也有明显的提高。

针对NASA跨音速转子67,建立了可靠的数值计算模型,对3种不同的目标函数开展了非轴对称端壁造型的优化工作。3种优化方案均使得转子性能得到了不同程度改善,效率提升最大为0.41%。优化结果表明,由于相同流量的约束,转子通道中流量分布沿径向发生了改变,对于近轮毂的端壁区域来说,造型后静压梯度的方向对流场具有重要影响。不同造型结果中叶片尾缘三维角区分离的位置与范围也有所不同,当三维角区分离后移且沿径向发生迁移时,会使得效率得到的增益明显降低。

为提升液力变矩器性能，需要进一步研究液力变矩器内部流动，获取流动特征规律。针对某型液力变矩器进行不同速比下内部流场的CFD数值模拟，并分析其流动现象，得出该变矩器内流场中流动状态的速度、漩涡的分布规律。结果表明，流体的相对速度随速比升高有下降趋势，漩涡结构随速比增大而增大。相同速比下，不同叶轮中、不同弦面的流体出现不同类型二次流。通过CFD研究发现二次流主要出现在泵轮和导轮中，其中叶轮进出口处漩涡湍动能较高，能量损失较大。流场分布规律研究可以指导液力变矩器设计，使流场分布合理并且减少二次流等现象，对提高液力变矩器的效率有重要意义。

非轴对称端壁的设计和应用可以有效地减少透平叶栅中的二次流损失,提高透平机械通流部分的气动性能。对非轴对称端壁造型技术的应用背景、端壁造型方法及其在透平机械中的研究现状进行了综述,详细介绍了非轴对称端壁对叶栅和透平级气动性能的影响,阐述了气动性能得以提高的机理,结合实验结果介绍了非轴对称端壁对叶栅和透平级变工况特性的影响。在透平叶栅非轴对称端壁成型研究进展的基础上,对非轴对称端壁造型技术在高负荷透平叶片研发和叶片三维造型中的应用前景进行了展望。

者 蔡兆麟 罗晟 《华中科技大学学报：自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第S1期 利用有限体积法对N S方程进行数值求解 .模拟了离心叶轮内的粘性流动 ,研究了不同转速和不同流量对二次流及叶轮出口截面尾迹区的影响 .研究结果表明 ,三维粘性流动数值模拟二次流的结果与二次流理论分析结果相一致 ,对于离心叶轮出口尾迹区 ,无论是数值大小还是区域范围都与实验结果基本符合