传统T形三通管的流体动力学仿真表明,在管形分支处会产生强烈的涡流区和二次流现象,并产生了较大压力损失。论文提出了一种新型三通管形,将直角支管部分设计成两段弯曲的形式,以优化区域的长度以及两段弯曲管路的半径为设计变量,以最小化二次流和压力损失为目标,采用多目标遗传算法,对新型三通管的结构参数进行了优化设计。优化后的新型三通管比传统T形三通管二次流减小了76.98%,压力损失减小了13.05%。为分支管路的设计提供了参考。

本文根据叶栅内部二次流形成和发展的机理,应用级数函数建立了一种非轴对称端壁成型方法.采用三维时均可压缩N-S求解程序,对采用非轴对称端壁造型的某一后加载亚音速直列叶栅进行了数值研究,分析讨论了非轴对称端壁对叶栅内二次流的影响.计算结果显示:非轴对称端壁可有效地抑制和延迟通道中马蹄涡、通道涡的生成和发展,造型后叶栅内二次流损失减少了1%,效率提高了0.73±0.24%.

综述了水表压力损失产生的原因，通过对三种水表各构件的压力损失分析，并绘制在不同流量下各水表的压损流量曲线图，总结了压力损失与水表流量计量重复性、稳定性的关系。

对具有3.6%相对叶顶间隙的锅轮叶栅三维空间流动进行了数值模拟，分析了大间隙涡轮叶栅流场的涡系结构。结果表明在叶顶间隙内部和上半翼展现出了复杂的分离流动，同时由于叶顶间隙的存在，上、下端壁尾缘附近的流动明显不同。

详细介绍了PIV的工作原理、数据处理流程和使用要点。针对涡轮内部复杂的流动特性,应用具有较高空间分辨率的非接触式瞬态速度的PIV测量技术,获得了较清晰完整的沿叶高平面和叶栅出口速度场的瞬时速度场信息,并据此分析了涡轮静叶出口二次流的流动特性。叶栅实验中将模拟动叶的圆柱列每次沿周向方向移动1/4节距,测量沿叶高平面的速度场。研究发现,前排圆柱尾迹进入叶栅流道不同,对叶栅内部流场气动效率影响巨大;同时由压力面向吸力面运动的二次涡（低能流体,耗能过程）逐渐向后传递、扩张,并在吸力面卷起、堆积,使吸力面附面层骤然增厚,并引起沿叶高总压损失系数和沿叶高出口气流角的剧烈变化。

设计了一种依靠进气道内通道高压气流进行流体控制的轴对称超声速客机可调进气道,文章给出了进气道的具体设计参数。而后运用Fluent软件进行流场仿真分析,得到了进气道工作范围(马赫数4-6)内7种工况的工作特性,并与传统不可调轴对称超声速进气道进行对比,综合评价其性能收益。结果表明:该轴对称流体式可调进气道在低于设计马赫数时,进气道主要性能参数(总压恢复系数及流量系数)相较传统定几何不可调进气道均有较大的提升,对进气道低速性能提升明显。

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