船用燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力渦輪氣動(dòng)設(shè)計(jì)及流動(dòng)機(jī)理

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 船用燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)介 1
1.1.1 艦用燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置發(fā)展歷程 2
1.1.2 典型船用燃?xì)廨啓C(jī)介紹 3
1.1.3 海洋環(huán)境條件對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的影響 9
1.1.4 船用燃?xì)廨啓C(jī)的特點(diǎn)、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及發(fā)展途徑 11
1.2 動(dòng)力渦輪設(shè)計(jì)特點(diǎn)及要求 13
1.2.1 典型船用動(dòng)力渦輪介紹 14
1.2.2 動(dòng)力渦輪結(jié)構(gòu)及性能設(shè)計(jì)特點(diǎn) 19
1.2.3 對(duì)動(dòng)力渦輪設(shè)計(jì)的總體要求 20
1.3 渦輪氣動(dòng)設(shè)計(jì)方法的歷史發(fā)展 21
1.3.1 一維與簡(jiǎn)單徑向平衡方程半經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì) 22
1.3.2 準(zhǔn)三維設(shè)計(jì) 22
1.3.3 全三維設(shè)計(jì)及計(jì)算分析 24
1.3.4 精細(xì)化流動(dòng)組織與設(shè)計(jì) 27
1.4 本章小結(jié) 28
參考文獻(xiàn) 28
第2章 動(dòng)力渦輪氣動(dòng)設(shè)計(jì)及性能分析的研究方法 30
2.1 動(dòng)力渦輪設(shè)計(jì)工具 30
2.1.1 自編設(shè)計(jì)程序 30
2.1.2 商用軟件 33
2.2 數(shù)值計(jì)算與優(yōu)化方法 35
2.2.1 自編計(jì)算程序 35
2.2.2 商用軟件 49
2.2.3 數(shù)值優(yōu)化平臺(tái) 64
2.3 動(dòng)力渦輪試驗(yàn)方法 74
2.3.1 平面葉柵試驗(yàn) 74
2.3.2 大擴(kuò)張角扇形葉柵試驗(yàn) 77
2.3.3 1.5 級(jí)渦輪動(dòng)態(tài)試驗(yàn) 80
2.4 本章小結(jié) 82
參考文獻(xiàn) 83
第3章 動(dòng)力渦輪先進(jìn)渦設(shè)計(jì)及流動(dòng)機(jī)理 84
3.1 渦輪先進(jìn)渦設(shè)計(jì)思想及體系 84
3.1.1 無(wú)黏壓力可控渦設(shè)計(jì)理論 84
3.1.2 黏性可控渦設(shè)計(jì)理論 94
3.1.3 渦輪先進(jìn)渦設(shè)計(jì)體系框架 98
3.2 動(dòng)力渦輪先進(jìn)渦設(shè)計(jì)驗(yàn)證 99
3.2.1 1.5 級(jí)試驗(yàn)渦輪的壓力可控渦設(shè)計(jì) 99
3.2.2 單級(jí)動(dòng)力渦輪的黏性可控渦設(shè)計(jì) 108
3.2.3 間冷循環(huán)五級(jí)動(dòng)力渦輪的先進(jìn)渦設(shè)計(jì) 116
3.3 大子午擴(kuò)張動(dòng)力渦輪端區(qū)流動(dòng)機(jī)理及正交化設(shè)計(jì) 122
3.3.1 端區(qū)流動(dòng)特點(diǎn) 122
3.3.2 端區(qū)S1 流層葉型特性 129
3.3.3 大子午擴(kuò)張端壁造型優(yōu)化 139
3.3.4 大子午擴(kuò)張渦輪葉片正交化設(shè)計(jì)及性能分析 147
3.3.5 多級(jí)大子午擴(kuò)張渦輪正交化設(shè)計(jì)驗(yàn)證 157
3.4 本章小結(jié) 164
參考文獻(xiàn) 165
第4章 帶冠渦輪葉片葉冠間隙泄漏流動(dòng)及控制技術(shù) 166
4.1 帶冠葉片端區(qū)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 166
4.1.1 葉冠間隙泄漏流動(dòng)及損失預(yù)測(cè) 166
4.1.2 葉冠間隙泄漏流動(dòng)對(duì)渦輪級(jí)端區(qū)流場(chǎng)的影響 167
4.1.3 葉冠間隙泄漏流相關(guān)損失比較 168
4.1.4 葉冠出口摻混損失產(chǎn)生機(jī)理分析 169
4.2 葉冠間隙泄漏流對(duì)下游靜葉氣動(dòng)性能的影響 170
4.2.1 葉冠間隙泄漏流對(duì)動(dòng)葉出口流場(chǎng)的影響 170
4.2.2 葉冠間隙泄漏流與主流摻混對(duì)下游靜葉流場(chǎng)的影響 172
4.3 葉冠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化對(duì)端區(qū)損失的控制影響 174
4.3.1 葉冠間隙泄漏流動(dòng)控制原則 174
4.3.2 機(jī)匣導(dǎo)流片結(jié)構(gòu) 176
4.3.3 機(jī)匣蜂窩密封結(jié)構(gòu) 179
4.3.4 葉冠出口邊倒棱結(jié)構(gòu) 183
4.3.5 不同葉冠結(jié)構(gòu)端區(qū)摻混損失比較 185
4.4 非軸對(duì)稱葉冠結(jié)構(gòu)組織端區(qū)高效流動(dòng)的機(jī)理 186
4.4.1 建立的渦輪葉冠模型 186
4.4.2 不同葉冠結(jié)構(gòu)端區(qū)流場(chǎng)特性 188
4.4.3 不同葉冠結(jié)構(gòu)端區(qū)損失特性 189
4.5 葉片帶冠與否對(duì)端區(qū)流動(dòng)及級(jí)性能的影響 191
4.5.1 間隙泄漏損失影響因素對(duì)比分析 191
4.5.2 葉頂間隙端區(qū)損失發(fā)展對(duì)比分析 193
4.5.3 間隙變化對(duì)帶冠和不帶冠渦輪氣動(dòng)性能的影響 195
4.5.4 節(jié)弦比對(duì)帶冠和不帶冠渦輪間隙泄漏摻混過(guò)程及級(jí)性能的影響 197
4.6 葉冠間隙端區(qū)二次流干涉及非定常控制可行性分析 199
4.6.1 定常和時(shí)均間隙端區(qū)流場(chǎng)對(duì)比 199
4.6.2 上游尾跡、間隙泄漏渦/摻混區(qū)和下游通道渦干涉機(jī)理 204
4.6.3 非定常間隙端區(qū)損失控制可行性分析 208
4.6.4 非定常效應(yīng)對(duì)渦輪總體性能的影響 210
4.7 本章小結(jié) 212
參考文獻(xiàn) 213
第5章 不帶冠渦輪葉片葉頂間隙泄漏流動(dòng)及控制技術(shù) 214
5.1 葉頂間隙泄漏流動(dòng)結(jié)構(gòu)及損失分析 214
5.1.1 間隙泄漏流與泄漏渦的形成過(guò)程 214
5.1.2 間隙大范圍變化下泄漏渦與通道渦的相互作用 215
5.1.3 進(jìn)氣沖角對(duì)葉頂間隙內(nèi)流動(dòng)的影響 219
5.2 葉頂間隙泄漏渦破碎現(xiàn)象及損失機(jī)制 220
5.2.1 泄漏渦破碎現(xiàn)象及動(dòng)力學(xué)分析 220
5.2.2 葉頂泄漏渦非定常破碎特性 222
5.2.3 間隙高度對(duì)泄漏渦結(jié)構(gòu)及破碎特性的影響 230
5.2.4 泄漏渦破碎與損失的關(guān)聯(lián) 232
5.3 葉頂間隙泄漏流動(dòng)及損失的控制原則 233
5.4 葉頂凹槽形態(tài)對(duì)動(dòng)葉氣動(dòng)性能的影響 234
5.4.1 提出的不同葉頂結(jié)構(gòu) 235
5.4.2 不同葉頂結(jié)構(gòu)間隙內(nèi)流場(chǎng)及損失分布 235
5.4.3 不同間隙下不同葉頂結(jié)構(gòu)對(duì)渦輪總體性能的影響 238
5.4.4 凹槽內(nèi)布置橫向肋條葉頂結(jié)構(gòu)的變工況特性 240
5.5 葉頂間隙形態(tài)對(duì)動(dòng)葉氣動(dòng)性能的影響 242
5.5.1 提出的不同葉頂間隙形態(tài)結(jié)構(gòu) 243
5.5.2 不同葉頂間隙形態(tài)下動(dòng)葉氣動(dòng)性能對(duì)比 243
5.5.3 變工況條件下不同葉頂間隙形態(tài)動(dòng)葉氣動(dòng)性能對(duì)比 247
5.6 機(jī)匣端壁造型對(duì)動(dòng)葉氣動(dòng)性能的影響 249
5.6.1 提出的不同機(jī)匣端壁結(jié)構(gòu) 249
5.6.2 不同機(jī)匣端壁結(jié)構(gòu)下端區(qū)流場(chǎng)及端壁結(jié)構(gòu)優(yōu)化 250
5.6.3 處理機(jī)匣區(qū)域三維流動(dòng)機(jī)理對(duì)比分析 254
5.6.4 不同工況下處理機(jī)匣對(duì)端區(qū)損失控制作用的對(duì)比分析 259
5.7 渦輪葉片葉頂間隙變化減敏研究 260
5.7.1 葉頂間隙變化對(duì)間隙流場(chǎng)結(jié)構(gòu)及損失的影響 260
5.7.2 渦輪性能隨葉頂間隙的變化規(guī)律 263
5.7.3 變工況影響 265
5.8 渦輪葉頂間隙的自適應(yīng)噴氣控制研究 267
5.8.1 葉頂自適應(yīng)噴氣結(jié)構(gòu) 268
5.8.2 葉頂自適應(yīng)噴氣對(duì)間隙流場(chǎng)及損失的影響 268
5.8.3 葉頂自適應(yīng)噴氣孔參數(shù)對(duì)間隙控制效果的影響 269
5.9 本章小結(jié) 276
參考文獻(xiàn) 277
第6章 動(dòng)力渦輪全通流設(shè)計(jì)計(jì)算及流動(dòng)機(jī)理 278
6.1 概述 278
6.2 葉根端區(qū)輪緣密封不穩(wěn)定流動(dòng)特性及結(jié)構(gòu)優(yōu)化 280
6.2.1 封閉輪緣密封腔內(nèi)流動(dòng)不穩(wěn)定性 280
6.2.2 典型輪緣密封下密封區(qū)域瞬時(shí)流場(chǎng)特性 282
6.2.3 典型輪緣密封下密封區(qū)域大尺度渦結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性 287
6.2.4 典型輪緣密封下旋轉(zhuǎn)誘導(dǎo)封嚴(yán)特性及結(jié)構(gòu)優(yōu)化 289
6.3 過(guò)渡段內(nèi)流動(dòng)機(jī)理及其與動(dòng)力渦輪的相互作用 291
6.3.1 過(guò)渡段內(nèi)三維流動(dòng)特性 291
6.3.2 過(guò)渡段內(nèi)流動(dòng)損失特性 296
6.3.3 過(guò)渡段與動(dòng)力渦輪的流動(dòng)干涉 299
6.3.4 動(dòng)力渦輪非對(duì)稱流動(dòng)干涉控制討論 304
6.4 排氣蝸殼內(nèi)流動(dòng)機(jī)理及其與動(dòng)力渦輪的相互作用 304
6.4.1 動(dòng)力渦輪內(nèi)部流場(chǎng)特性 304
6.4.2 排氣蝸殼內(nèi)部流場(chǎng)特性 307
6.4.3 排氣蝸殼與動(dòng)力渦輪的相互干涉 309
6.4.4 動(dòng)力渦輪非對(duì)稱流動(dòng)干涉控制討論及驗(yàn)證 311
6.5 動(dòng)力渦輪全通流設(shè)計(jì)計(jì)算流程及設(shè)計(jì)驗(yàn)證 312
6.5.1 端區(qū)密封結(jié)構(gòu)低維模型的建立 312
6.5.2 全通流動(dòng)力渦輪多維耦合快速設(shè)計(jì)方法 314
6.5.3 動(dòng)力渦輪全通流設(shè)計(jì)計(jì)算驗(yàn)證 316
6.6 本章小結(jié) 317
參考文獻(xiàn) 317
彩圖