基于时间推进的轴流压气机准二维性能分析.pptx
基于时间推进的轴流压气机准二维性能分析汇报人:2024-01-13
引言轴流压气机基本理论与准二维模型基于时间推进的数值模拟方法轴流压气机性能参数计算与分析结果展示与讨论结论与展望
引言01
随着能源短缺和环境污染问题日益严重,提高能源利用效率、降低污染物排放成为当前研究的热点。轴流压气机作为燃气轮机、航空发动机等动力机械的核心部件,其性能优劣直接影响到整机的效率和排放。因此,开展轴流压气机性能分析对于优化动力机械设计、提高能源利用效率具有重要意义。能源利用与环境保护随着航空航天技术的快速发展,对轴流压气机的性能要求不断提高。高负荷、高效率、低噪声、宽稳定工作范围等成为轴流压气机设计的主要目标。为了实现这些目标,需要深入研究轴流压气机的内部流动特性,揭示其性能随时间和空间的演化规律,为轴流压气机的优化设计提供理论支撑。航空航天技术发展研究背景和意义
揭示内部流动规律01轴流压气机内部流动复杂,涉及旋转失速、喘振、边界层分离等多种流动现象。通过性能分析,可以揭示这些流动现象的产生机理和发展过程,为轴流压气机的流动控制提供理论依据。指导工程设计02轴流压气机性能分析可以为工程设计提供重要的参考依据。通过性能预测和优化设计,可以提高轴流压气机的设计水平,缩短研发周期,降低研发成本。推动相关学科发展03轴流压气机性能分析涉及流体力学、热力学、固体力学等多个学科领域。开展相关研究可以促进相关学科的发展,推动多学科交叉融合,形成新的学术增长点。轴流压气机性能分析的重要性
研究现状国内外学者在轴流压气机性能分析方面开展了大量研究工作,取得了显著成果。在数值模拟方面,发展了多种湍流模型、边界层模型等,实现了对轴流压气机内部流动的精细模拟;在实验研究方面,构建了多种实验台架和测试系统,实现了对轴流压气机性能的准确测量和评估。要点一要点二发展趋势未来轴流压气机性能分析将呈现以下发展趋势:一是精细化,随着计算机技术和数值模拟方法的不断进步,对轴流压气机内部流动的模拟将更加精细;二是多学科交叉融合,轴流压气机性能分析将涉及更多学科领域的知识和技术,需要多学科协同攻关;三是智能化,利用人工智能、大数据等先进技术,实现对轴流压气机性能的智能预测和优化设计。国内外研究现状及发展趋势
轴流压气机基本理论与准二维模型02
轴流压气机通过旋转的叶片对气流进行连续的压缩,使气流的压力和温度升高。气流压缩过程能量转换流动特性在压缩过程中,轴流压气机将机械能转换为气流的压力能和内能。轴流压气机中的气流具有复杂的流动特性,包括边界层发展、流动分离、激波等现象。030201轴流压气机基本工作原理
模型简化通过假设条件,将三维的轴流压气机流动问题简化为二维问题进行处理,降低了计算复杂度。适用性准二维模型适用于对轴流压气机的整体性能和流动特性进行快速分析和初步设计。假设条件准二维模型基于一些假设条件建立,如忽略气流的径向流动、假设气流在叶片高度方向均匀分布等。准二维模型建立及假设条件
准二维模型的控制方程包括连续性方程、动量方程和能量方程,用于描述气流的压缩过程和能量转换。控制方程采用数值方法(如有限差分法、有限元法等)对控制方程进行离散化和求解,得到气流的压力、温度、速度等参数的分布。数值方法针对轴流压气机中的湍流流动,可以采用不同的湍流模型(如k-ε模型、k-ω模型等)进行模拟,以更准确地预测气流的流动特性和压气机性能。湍流模型控制方程与求解方法
基于时间推进的数值模拟方法03
通过数值方法求解非定常流动控制方程,模拟流场随时间的演化过程。能够捕捉流场中的非定常现象,如涡旋的生成与脱落、流动的分离与再附等;适用于复杂几何形状和流动条件,具有较高的灵活性和通用性。时间推进法基本原理及特点时间推进法特点时间推进法基本原理
数值格式选择根据流动问题的特点和计算精度要求,选择合适的数值格式,如有限差分法、有限元法、有限体积法等。离散化处理将连续的物理空间离散为离散的网格单元,将偏微分方程转化为代数方程组进行求解。离散化过程中需要考虑网格的划分、插值方式、离散格式等因素。数值格式选择与离散化处理
边界条件设置根据流动问题的实际情况,设置合理的边界条件,如进口边界条件、出口边界条件、壁面边界条件等。边界条件的设置直接影响计算结果的准确性和可靠性。初始条件确定给出流场的初始状态,作为时间推进计算的起点。初始条件的选择应根据实际流动情况和计算需求进行确定,以保证计算的稳定性和收敛性。边界条件设置与初始条件确定
轴流压气机性能参数计算与分析04
性能参数定义及计算方法流量系数表示压气机通过能力的大小,是压气机进口空气质量流量与压气机进口环形面积和进口气流速度乘积的比值。压比压气机出口总压与进口总压之比,反映了压气机的增压能力。效率压气机等熵压缩功与实际压缩功之比,用于衡量压气机的能量转换效