目錄
叢書序
前言
第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)盤腔與燃?xì)馊肭值恼T因
1.1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)／燃?xì)廨啓C(jī)在能源領(lǐng)域的作用 001
1.2 影響燃?xì)廨啓C(jī)／航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫部件的關(guān)鍵因素 002
1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的基本概念 004
1.4 空氣系統(tǒng)盤腔流動(dòng)與換熱 006
1.4.1 簡(jiǎn)單盤腔流動(dòng)基本流型與換熱 007
1.4.2 渦輪盤緣燃?xì)馊肭值恼T因及最小封嚴(yán)流量 012
1.4.3 渦輪盤腔實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展 019
1.4.4 渦輪盤腔數(shù)值模擬研究進(jìn)展 024
1.5 本書結(jié)構(gòu) 028
參考文獻(xiàn) 028
第2章 旋轉(zhuǎn)盤腔流動(dòng)特征與數(shù)值計(jì)算方法
2.1 引論 035
2.2 常見的旋轉(zhuǎn)流動(dòng) 035
2.2.1 海洋及大氣環(huán)流 036
2.2.2 動(dòng)力旋轉(zhuǎn)機(jī)械 037
2.2.3 動(dòng)壓式分離器 038
2.3 旋轉(zhuǎn)流動(dòng)的基本特征 039
2.3.1 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的慣性力項(xiàng) 039
2.3.2 柱坐標(biāo)系與直角坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系 040
2.3.3 旋轉(zhuǎn)流動(dòng)的基本控制方程 040
2.4 旋轉(zhuǎn)圓盤及簡(jiǎn)單盤腔的流動(dòng)特性 041
2.4.1 旋轉(zhuǎn)圓盤和簡(jiǎn)單盤腔的基本流動(dòng) 043
2.4.2 旋轉(zhuǎn)圓盤流動(dòng)參數(shù)擬合關(guān)系式 046
2.4.3 簡(jiǎn)單盤腔流動(dòng)參數(shù)擬合關(guān)系式 047
2.5 旋轉(zhuǎn)圓盤及簡(jiǎn)單盤腔流動(dòng)穩(wěn)定性研究進(jìn)展 050
2.5.1 經(jīng)典流動(dòng)穩(wěn)定性理論 051
2.5.2 旋轉(zhuǎn)圓盤的流動(dòng)穩(wěn)定性 053
2.5.3 簡(jiǎn)單盤腔的流動(dòng)穩(wěn)定性 056
2.6 計(jì)算流體力學(xué)工程數(shù)值計(jì)算方法 058
2.6.1 RANS模擬 058
2.6.2 LES模擬 059
2.6.3 DNS模擬 060
2.6.4 壁面湍流的近壁面處理方法 060
2.7 簡(jiǎn)單盤腔數(shù)值模擬方法研究 064
2.7.1 模型描述 064
2.7.2 網(wǎng)格及邊界條件設(shè)置 065
2.7.3 模擬結(jié)果對(duì)比 066
2.8 渦輪盤腔數(shù)值模擬方法研究 069
2.8.1 渦輪盤腔實(shí)驗(yàn)臺(tái) 069
2.8.2 計(jì)算模型網(wǎng)格及邊界條件設(shè)置 072
2.8.3 模擬結(jié)果對(duì)比 075
2.9 小結(jié) 077
參考文獻(xiàn) 077
第3章 經(jīng)典模型旋轉(zhuǎn)盤腔模型流動(dòng)機(jī)理研究
3.1 引論 082
3.2 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)系盤腔內(nèi)流動(dòng)及換熱機(jī)理 083
3.2.1 盤腔模型與無(wú)量綱參數(shù) 083
3.2.2 盤腔內(nèi)的流動(dòng)結(jié)構(gòu) 086
3.2.3 盤腔內(nèi)的換熱 089
3.3 轉(zhuǎn)靜系盤腔流動(dòng) 096
3.3.1 旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中的流動(dòng)形態(tài)和控制參數(shù) 097
3.3.2 轉(zhuǎn)靜系盤腔中邊界層的流動(dòng)不穩(wěn)定性 100
3.3.3 轉(zhuǎn)靜系盤腔邊界層向湍流的過(guò)渡 105
3.4 簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)靜系盤腔流動(dòng)機(jī)理數(shù)值計(jì)算 111
3.4.1 基于RANS／URANS的數(shù)值模擬方法 112
3.4.2 基于WMLES的數(shù)值模擬方法 117
3.4.3 簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)靜系盤腔平均流動(dòng)特性 120
3.4.4 簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)靜系盤腔內(nèi)的流動(dòng)不穩(wěn)定性 128
3.4.5 簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)靜系盤腔湍動(dòng)能分布特性 131
3.4.6 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)矩和靜盤摩阻的非對(duì)稱做功效應(yīng) 134
3.5 小結(jié) 139
參考文獻(xiàn) 141
第4章 橫流盤腔流動(dòng)機(jī)理研究
4.1 引論 147
4.2 數(shù)值模擬方法 147
4.2.1 計(jì)算模型及網(wǎng)格劃分 147
4.2.2 邊界條件設(shè)置 148
4.2.3 算例收斂判據(jù) 150
4.2.4 計(jì)算最小扇區(qū)選擇 152
4.3 橫流盤腔時(shí)均流動(dòng)特性 155
4.3.1 流場(chǎng)整體分布特性 155
4.3.2 RANS、WMLES解析流場(chǎng)對(duì)比 157
4.4 盤腔與橫流通道的傳質(zhì)特性 160
4.4.1 輪緣間隙Kelvin Helmholtz不穩(wěn)定性的影響 161
4.4.2 封嚴(yán)流量對(duì)傳質(zhì)特性的影響 166
4.5 腔內(nèi)大尺度流動(dòng)結(jié)構(gòu) 170
4.5.1 流動(dòng)結(jié)構(gòu)的分析方法 171
4.5.2 流動(dòng)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性 172
4.6 小結(jié) 176
參考文獻(xiàn) 177
第5章 外部復(fù)雜橫流盤腔流動(dòng)機(jī)理及燃?xì)馊肭趾蠊�評(píng)估
5.1 引論 178
5.2 渦輪主流流動(dòng)特性 178
5.2.1 渦輪主流非定常流動(dòng)結(jié)構(gòu) 179
5.2.2 渦輪主流非均勻流動(dòng)特性 181
5.3 渦輪主流對(duì)燃?xì)馊肭值挠绊?184
5.3.1 渦輪主流對(duì)入侵方式的影響 184
5.3.2 三維特性對(duì)輪緣流動(dòng)的影響 188
5.3.3 封嚴(yán)流量對(duì)燃?xì)馊肭痔匦缘挠绊?190
5.4 渦輪盤腔低維度理論模型研究進(jìn)展 193
5.4.1 雙孔模型 193
5.4.2 湍流輸運(yùn)模型 196
5.5 入侵燃?xì)鈱?duì)盤腔內(nèi)部流動(dòng)特性的影響 200
5.5.1 入侵導(dǎo)致的盤腔端區(qū)非定常流動(dòng) 200
5.5.2 入侵導(dǎo)致的盤腔徑向分區(qū) 204
5.6 燃?xì)馊肭趾蠊�評(píng)估 206
5.6.1 入侵深度評(píng)估準(zhǔn)則 207
5.6.2 靜盤邊界層封嚴(yán)效率關(guān)系式 209
5.7 小結(jié) 212
參考文獻(xiàn) 214
第6章 不同輪緣封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的封嚴(yán)特性和流動(dòng)機(jī)理
6.1 引論 215
6.2 簡(jiǎn)單軸向輪緣封嚴(yán)結(jié)構(gòu) 215
6.2.1 非定常流動(dòng)機(jī)理 217
6.2.2 重要參數(shù)對(duì)輪緣間隙處非定常流動(dòng)特性的影響 227
6.2.3 重要參數(shù)對(duì)盤腔內(nèi)流動(dòng)特性的影響 233
6.3 單層輪緣封嚴(yán)結(jié)構(gòu) 238
6.3.1 封嚴(yán)氣流量對(duì)輪緣間隙處燃?xì)馊肭趾头鈬?yán)特性的影響 239
6.3.2 封嚴(yán)氣流量對(duì)盤腔內(nèi)流動(dòng)特性和封嚴(yán)效率的影響 244
6.4 魚嘴式輪緣封嚴(yán)結(jié)構(gòu) 246
6.4.1 封嚴(yán)氣流量和轉(zhuǎn)速對(duì)輪緣間隙燃?xì)馊肭值挠绊?248
6.4.2 封嚴(yán)氣流量和轉(zhuǎn)速對(duì)盤腔內(nèi)封嚴(yán)效率和流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的影響 254
6.5 小結(jié) 261
參考文獻(xiàn) 262
第7章 輪緣密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及燃?xì)馊肭忠种撇呗缘奶剿?BR>7.1 引論 263
7.2 基于高徑位供氣孔的輪緣封嚴(yán)結(jié)構(gòu) 263
7.3 高位輔助供氣孔應(yīng)用在軸向封嚴(yán)結(jié)構(gòu)上的研究 266
7.3.1 計(jì)算模型與邊界條件 266
7.3.2 研究變量與計(jì)算工況 268
7.3.3 結(jié)論與分析 269
7.4 高位主要供氣方式對(duì)單層封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的影響研究 284
7.4.1 計(jì)算模型與邊界條件 284
7.4.2 供氣孔的周向進(jìn)氣角度對(duì)輪緣密封的影響 288
7.4.3 供氣孔的數(shù)目對(duì)輪緣密封的影響 298
7.5 小結(jié) 301
參考文獻(xiàn) 302