刘维
- 作品数：4 被引量：5H指数：2
- 供职机构：哈尔滨工业大学能源科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家自然科学基金创新研究群体项目创新研究群体科学基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理航空宇航科学技术更多>>
- 轴流燃气涡轮气动设计中反动度可行域的研究
- 2019年
- 为快速确定反动度的合理取值范围,加快涡轮设计流程及完善气动设计体系,对考虑动叶进口相对总温的高压涡轮反动度可行域及多约束下反动度的可行域进行研究。采用"等效单级涡轮"的思路建立反动度与动叶进口无量纲相对总温之间的关系式以及采用速度三角形方法建立多约束条件下反动度可行域的计算方法。研究显示:当级负荷系数和膨胀比一定时,相对总温随反动度降低而降低。反动度降低0.1,则无量纲相对总温降低0.012。涡轮进口总温越高,反动度对相对总温影响幅度越大。当级负荷系数大于某值或膨胀比低于某值时,反动度均存在最大值。为保证气动方案具有较低值动叶进口相对总温和较高的效率,若膨胀比一定时,应选择较小的反动度和级负荷系数的设计思路,若级负荷系数一定时,对于单级涡轮反动度取值应较高,对于双级涡轮反动度取值应减小。建立考虑涡轮气动、传热、强度、结构方面的多约束可行域计算方法,可以快速确定反动度的可行域,完善涡轮气动方案设计并加快设计流程。以新型高速飞行器低压涡轮为分析对象,采用该方法确定其反动度可行域为0.125～0.266,并深入研究发现其反动度最大值由动叶出口最大允许马赫数和最小允许绝对气流角共同限制。
- 崔涛王松涛刘维温风波冯国泰王仲奇
- 关键词：轴流涡轮反动度可行域多约束
- 考虑涡轮传热性能的气动设计耦合计算方法研究被引量：1
- 2018年
- 为了在涡轮叶片气动型线设计过程中同时提高气动效率并保证传热性能,提出了一种基于一维管道网络法和三维CFD的耦合计算方法,分别采用管网/三维耦合计算方法和全三维耦合计算方法对MARK-II冷却叶片多个工况进行计算,两种数值计算方法计算结果与实验数据交叉对比,以验证本文计算方法可行性。计算结果表明,两种数值计算得到的叶片型面压力、温度、换热系数和实验值都比较吻合,但管网/三维耦合计算得到的壁面温度相比全三维耦合计算结果整体略微偏低,最大偏差不超过3.89%。基于管网/三维耦合计算方法对某航空发动机涡轮第二级动叶叶片型线优化设计,气动效率提高0.34%,壁面平均温度几乎没有变化。
- 刘维温风波罗磊崔涛王松涛
- 关键词：涡轮管网气热耦合
- 燃气透平带气膜动叶设计流程及分析被引量：2
- 2015年
- 为设计一套合理的带气膜燃气透平动叶冷却结构,采用一套设计流程对该结构进行设计,采用管网设计及三维温度场计算对比了2种不同的拓扑形式冷却结构,分析不同结构的冷却效果,并采用较优的结构进行详细设计。结果表明:对于前缘开设气膜孔的透平动叶,第二进口采用中腔进气,尾缘出气的结构比后腔进气尾缘及中腔出气效果好;采用这套设计流程能快速设计并评估冷却结构方案,并能够在设计方案的基础上进行详细的设计,达到冷却结构快速多方案设计的要求;该设计得出冷却结构最大温度1 188.15 K,平均温度1 067.10 K,冷却效率0.647。
- 罗磊陈朔刘维王松涛王仲奇
- 关键词：燃气透平气膜管网计算温度
- 轮缘曲线对低反力度跨声速高负荷转子性能影响的数值研究被引量：2
- 2018年
- 为探索更优的轮缘子午造型方式,进一步优化低反力度转子性能,利用三维数值模拟,对两级低反动度高负荷对转压气机第一级风扇转子的三种不同轮缘造型进行了比较研究。结果表明,与直线轮缘型线相比,凸凹波浪型(正弦曲线)轮缘可提高通流能力,降低叶尖进口激波强度,但同时增加了叶根出口结尾激波强度,转子峰值效率降低0.37%,峰值压比下降;凹凸波浪型(正弦曲线关于直线的对称曲线)轮缘通流能力最低,尽管叶尖前缘激波强度增加,但近尾缘区域凹形造型使得根部出口结尾激波强度大幅降低,转子峰值效率提升了0.05%,峰值压比上升。需要指出的是,与直线型轮缘相比,采用波浪型轮缘型线的失速裕度均下降。合理的轮缘型线是在降低叶尖反力度和负荷,确保不发生附面层分离的前提下,可以有效降低叶尖前缘激波强度和叶根结尾激波强度,提升转子气动效率。
- 孙士珺陈绍文刘维王松涛
- 关键词：高负荷气动性能
