提出了一种通过叶轮与蜗壳迭代计算求解蜗壳内流场的方法,该方法边界条件处理简单,并能在不太增加计算量的基础上模拟出蜗壳进口周向流动的非均匀性,突破了在计算单个蜗壳时,进口只能给均匀边界条件的局限性.实例计算结果表明:在设计工况下,蜗壳进口周向流动比较均匀,而在变工况下,特别在蜗舌附近,流动的非均匀性要强烈得多.

对一离心风机的在设计工况与变工况时整机内部三维粘性流场的数值模拟,捕捉到了离心风机内部许多重要的流动现象,证实了由于蜗壳的非对称性而导致叶轮与蜗壳的相互作用时会引起整个流场非对称的流动特征.对离心风机内流场的压力等参数的分布及叶片所受激振力的分析结果为探讨影响离心风机效率的原因、改进叶型设计、提高效率、扩大运行工况范围等,提供了重要的理论依据.

微型轴流风扇是计算机等电子设备的重要散热部件当前随着计算机尺寸变小而运算速度的提高其发热量也随之增加这对微型轴流风扇的气动设计提出更高的要求。相似设计作为一种重要而有效的设计方法已广泛运用于大中型风扇的气动设计中但其在微型轴流风扇的应用尚未广泛开展其主要原因是微型轴流风扇内部的流动位于Re数非自模区用于大中型风扇相似设计中的行之有效的设计方法在微型轴流风扇的设计中达不到应有的效果。基于此利用气体动力学相似原理推导微型轴流风扇气动相似所须满足的条件并与流动位于Re数自模区的大中型轴流风扇的气动相似规律相对比提出使微型风扇实现气动相似的＂弦长雷诺数＂准则并数值验证该准则对微型轴流风扇气动相似的有效性同时分析该准则的适用条件与局限性。研究结果表明＂弦长雷诺数＂准则

对微型轴流散热风扇叶片扭曲规律进行研究根据“径向平衡原理”通过引入一反映气动特性的参数—变环量指数α建立轴流叶轮中通流速度沿径向分布的微分方程及其边界条件提出在几类不同条件下该方程解的解析形式并分析这些解所对应的物理意义及其叶片扭曲形式。在此基础上根据微型轴流风扇实际运行工况的特点提出其扭叶片设计中变环量指数α所须满足的约束条件并指出该变环量指数α存在一个最小值具体数值则确定于风扇的气动、几何等参数。运用“计算流体动力学”（Computational fluid dynamicsCFD）技术详细地数值研究变环量指数α对微型轴流风扇气动性能的影响发现降低变环量系数能增加风扇气动性能进而有助于提高其散热能力。因此满足约束条件下的最小变环量指数是微型轴流风扇扭叶片气动设计中所须选取的最佳值。

在分析传统垂直轴风力机低效率原因的基础上阐述导流型垂直轴风力机的结构优势并提出一种带组合式叶片的导流型垂直轴风力机同时数值研究该垂直轴风力机的气动特性。这种垂直轴风力机由导风轮与风轮构成其中导流叶片分别由进口径向段、出口导流段以及与两者相切的中间圆弧段等三段组合而成风叶是由进口圆弧段及与之相切的出口直线段组合而成。导流叶片不仅可以有效地降低因来流对风叶吸力面的直接冲击而造成的阻力转矩而且还有助于增强来流对风叶压力面的有效冲击。这两方面均有助于使该种风力机风轮的旋转转矩得到显著增加。研究结果表明：这种带有组合式叶片导流型垂直轴风力机具有工作范围宽、最佳尖速比大、风能利用率高等特点其气动性能在数值上已明显超过常规垂直轴风力机的一般水平。在此基础上将机翼型叶片引

＂等密流型＂与＂变密流型＂设计方法是轴流风扇扭叶片气动设计中的两种典型的方法本文对这两种气动设计方法进行了深入的探讨并以某型轴流风扇为例分别采用这两种方法对其进行了扭叶片改型设计详细比较了按这两种扭叶片设计方法所获得的扭叶片的几何特征。在此基础上利用CFD技术数值研究了这两种扭叶片的气动性能在设计工况与变工况的差异以此对这两种方法的设计效果作出评价。研究结果表明：＂变密流型＂扭叶片的气动性能受变环量指数影响较大较大的变环量指数能明显地提高＂变密流型＂扭叶片的气动性能而＂等密流型＂扭叶片的气动性能受变环量指数的影响较小;＂变密流型＂扭叶片具有较大的径向压力梯度易于诱发径向串流而引起额外的二次流损失这直接造成其静压效率明显低于相应的＂等密流型＂扭叶片;按＂等密流型＂