用可压缩流涡方法模拟叶轮机动静叶的相互作用

展示更多

摘要

本课题组发展了一种扰动涡方法,用以研究叶轮机内动、静叶相互作用[1,2]。其优点是物理图画清楚,计算收敛快。它采用了一个重要假设:扰动胀量为零,从而大大简化 了计算过程。文章的目的是研究此假设的影响,并取消此假设,使扰动涡方法建立在完全严格的数学基础上。由于取消了“扰动胀量为零的假设,需要耦合求解扰动质量方程、扰动涡量输运方程和扰动能量输运方程。这是文章与文献[1,2]的主要区别。

文献[1,2]对NASA67压气机第一级内由于动、静叶间的相互作用引起的非定常流动过程作了数值模拟,并与试验结果作了对比。文章也作了同样的算例,以研究扰动胀量为零的影响。数值模拟结果表明,在引入了扰动胀量后,用扰动涡方法模拟动静干涉仍保持较好的收敛性和收敛速度,且与试验的符合程度更好。文章强调指出,即使对于非定常可压流,为满足无渗透边界条件所需的运动分量也是用椭圆类的拉普拉斯方程描述,而不是用双曲类的方程描述。“扰动胀童为零”不能等同于扰动运动为不可压。