基于非结构嵌套网格和逆风格式的旋翼悬停流场数值模拟 被引量：7

1

作者 叶靓 招启军 徐国华 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期62-66,72,共6页

为更好地计及桨叶间相互影响,同时捕捉桨尖附近的流场细节,发展了一套非结构运动嵌套网格方法,并针对关键的贡献单元搜寻问题提出了一种高效的搜索方法。为了可方便地扩展到前飞状态的计算,同时为提高旋翼流场涡量的捕捉精度和效率,采... 为更好地计及桨叶间相互影响,同时捕捉桨尖附近的流场细节,发展了一套非结构运动嵌套网格方法,并针对关键的贡献单元搜寻问题提出了一种高效的搜索方法。为了可方便地扩展到前飞状态的计算,同时为提高旋翼流场涡量的捕捉精度和效率,采用双时间法求解惯性坐标系下的非定常N-S主控方程,空间方向上使用二阶迎风格式,在此基础上,将不同精度格式的计算结果与试验值进行对比,并讨论了桨尖形状变化对旋翼气动特性的影响,结果表明本文建立的CFD方法对旋翼悬停流场的模拟是很有效的。 展开更多

关键词 旋翼流场 非结构网格 迎风格式 CFD 嵌套网格

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共轴双旋翼与单旋翼悬停流场实验测量值的对比 被引量：16

2

作者 唐正飞 高正 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第6期627-632,共6页

以三维激光多普勒测速仪测得的数据为基础，全面比较了共轴式双旋翼与单旋翼尾迹流场中轴向、径向和周向速度的特点与差异。分析指出，由于双旋翼相互间的气动干扰，导致其流场与单旋翼的明显不同，而这些不同沿各向异性，轴向最大，径... 以三维激光多普勒测速仪测得的数据为基础，全面比较了共轴式双旋翼与单旋翼尾迹流场中轴向、径向和周向速度的特点与差异。分析指出，由于双旋翼相互间的气动干扰，导致其流场与单旋翼的明显不同，而这些不同沿各向异性，轴向最大，径向次之，周向最小。文中对周向速度表现出的异乎寻常的特点作了进一步的说明，这对建立共轴式双旋翼尾迹流场的数学模型具有重要意义。 展开更多

关键词 共轴式 直升机 双旋翼流场 悬停流场 测量值

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基于Navier-Stokes方程/自由尾迹/全位势方程的旋翼流场模拟混合方法 被引量：11

3

作者 招启军 徐国华 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2006年第1期15-21,共7页

为充分考虑旋翼尾迹对流场的影响和减少尾迹的数值耗散,建立了一个基于Navier-Stokes方程/自由尾迹分析/全位势方程的旋翼流场求解的新的混合方法。该方法的求解域由三部分组成:一是围绕旋翼桨叶周围的粘性区域,采用可压Navier-Stokes... 为充分考虑旋翼尾迹对流场的影响和减少尾迹的数值耗散,建立了一个基于Navier-Stokes方程/自由尾迹分析/全位势方程的旋翼流场求解的新的混合方法。该方法的求解域由三部分组成:一是围绕旋翼桨叶周围的粘性区域,采用可压Navier-Stokes方程来捕捉近场信息,包括激波及尾迹;二是离桨叶较远、粘性可以忽略的等熵流区域,以全位势方程来描述其流动;三是在无粘区域中嵌入自由尾迹模型,模拟桨尖涡从粘性区域进入势流范围的发展变化。为便于流场分区求解和信息传递,采用了嵌套网格方法,并给出了不同区域之间的信息传递方法。以两叶的Caradonna&Tung模型旋翼和四叶的UH-60A直升机旋翼为算例,计算给出了旋翼桨叶表面的压强分布以及桨尖涡的位置,并与可得到的试验数据及无尾迹模型方法的计算结果进行了对比,表明本文的混合方法能够很大程度地减少旋翼尾迹的数值耗散。 展开更多

关键词 旋翼流场 NAVIER-STOKES方程 自由尾迹 全位势方程 嵌套网格 直升机

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离心泵动-静子流动耦合数值算法研究 被引量：7

4

作者 张启华 徐燕 +1 位作者 施卫东 张德胜 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期89-93,99,共6页

针对离心泵动-静子流动耦合问题,采用有限体积方法(FVM)离散不可压旋转流动方程组。研究对流、扩散及源项时、空计算格式。对动子采用非惯性参考系求解相对运动方程组,对静子采用惯性参考系求解绝对运动方程组,动-静界面通过Neuman条件... 针对离心泵动-静子流动耦合问题,采用有限体积方法(FVM)离散不可压旋转流动方程组。研究对流、扩散及源项时、空计算格式。对动子采用非惯性参考系求解相对运动方程组,对静子采用惯性参考系求解绝对运动方程组,动-静界面通过Neuman条件保持通量守恒。将动子出口相对速度转为绝对速度,作为静子进口来流条件,实现动-静子流场的耦合求解。采用模式切换实现算法。为验证算法,对Ubaldi实验用的ERCOFTAC离心叶轮及扩压器耦合流场进行数值研究,获得定常及非定常数值计算结果,并与文献进行比较,结果表明数值预测与实验在数量和分布趋势上均较贴近,验证本算法具有准确预测动-静子流场能力,可用于离心泵流动预测与研究。 展开更多

关键词 离心泵 流场 动-静子耦合 数值算法

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基于嵌套网格和计入尾迹影响的旋翼流场数值模拟 被引量：6

5

作者 招启军 徐国华 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期675-679,共5页

给出了三维Euler方程数值模拟悬停状态旋翼流场的方法和模型。为充分考虑旋翼尾迹对流场的影响,采用了由动量理论导出的远场边界条件和由尾迹诱导速度代入滑移条件而构造的新翼面边界条件。为减少尾迹数值耗散和便于添加上述边界条件,... 给出了三维Euler方程数值模拟悬停状态旋翼流场的方法和模型。为充分考虑旋翼尾迹对流场的影响,采用了由动量理论导出的远场边界条件和由尾迹诱导速度代入滑移条件而构造的新翼面边界条件。为减少尾迹数值耗散和便于添加上述边界条件,采用了嵌套网格方法。针对嵌套网格中关键的贡献单元搜寻问题,本文采用一种伪贡献单元搜寻法。应用上述方法进行了算例计算,给出了有无尾迹修正时的旋翼桨叶表面压力分布和沿展向升力分布的计算结果,并与可得到的实验数据进行了对比。此外,从计算的等涡量线图上分析了旋翼尾迹流场畸变的发展趋势,表明了Euler方程法在旋翼涡尾迹捕捉方面的能力。 展开更多

关键词 旋翼流场 直升机 计算流体力学 有限体积法 嵌套网格 自由尾迹

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用于弹性旋翼流场模拟的网格变形方法 被引量：4

6

作者 王海 徐国华 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期1-6,共6页

建立了一个基于改进"Ball-Vertex"的具有拓扑无关性的网格变形方法,用来精确模拟桨叶发生弹性变形后贴体网格的运动以及旋翼近场气动力环境,为更好地分析弹性变形对桨叶贴体网格的影响提供了一套解决方案。该网格变形方法从... 建立了一个基于改进"Ball-Vertex"的具有拓扑无关性的网格变形方法,用来精确模拟桨叶发生弹性变形后贴体网格的运动以及旋翼近场气动力环境,为更好地分析弹性变形对桨叶贴体网格的影响提供了一套解决方案。该网格变形方法从基本的弹簧模拟思路出发,用一网状弹簧系统来模拟桨叶贴体网格的变形和运动。在网格结点周围引入"Ball-Vertex"概念,通过添加相关的冗余约束,该方法保证网格结点在变形过程中不会越过与该点所对应的对角面,从而避免了畸形网格单元的产生,可有效地用于较大变形情况下的流场数值计算。使用所建立的方法,首先对绕二维翼型的结构网格和非结构网格进行了网格变形模拟,以表明方法的有效性;然后,将该方法应用于振荡翼型的流场数值求解,进一步验证了所建立的方法;最后,结合该网格变形方法和旋翼流场求解方法对弹性旋翼流场进行了数值计算。在此基础上,得出了一些有意义的结论。 展开更多

关键词 网格变形 旋翼流场 数值模拟 “Ball-Vertex”方法 计算流体力学 弹性桨叶

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共轴刚性旋翼悬停流场的PIV风洞试验研究 被引量：4

7

作者 黄明其 王畅 +2 位作者 岳廷瑞 傅澔 王亮权 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期154-159,共6页

使用粒子图像测速(Particle image velocity,PIV)技术对2 m直径共轴刚性旋翼悬停流场进行了风洞试验研究。在所搭建的共轴刚性旋翼试验台上,对1 100 r/min和1 860 r/min两种转速,8°和10°两种总距下的共轴刚性旋翼流场进行了测... 使用粒子图像测速(Particle image velocity,PIV)技术对2 m直径共轴刚性旋翼悬停流场进行了风洞试验研究。在所搭建的共轴刚性旋翼试验台上,对1 100 r/min和1 860 r/min两种转速,8°和10°两种总距下的共轴刚性旋翼流场进行了测量,并测量了单独上旋翼相同状态下的流场。通过对试验数据进行处理,得到了不同状态下桨尖涡的脱落轨迹以及流场速度矢量图。同时通过对比分析,研究了共轴刚性旋翼之间的气动干扰现象,并指出了上旋翼桨尖涡尾迹通过下旋翼桨盘时的"二次收缩"效应。 展开更多

关键词 共轴刚性旋翼 悬停 流场 粒子图像测速技术 风洞试验

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剪刀式尾桨涡流干扰机理和气动特性研究 被引量：1

8

作者 朱正 招启军 王博 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期886-896,共11页

采用非常规剪刀式尾桨对直升机整体性能有着重要影响,关于其复杂流动干扰机理的研究尚处在发展之中.为了掌握剪刀式尾桨的流动干扰机理和参数影响规律,建立了适合于悬停状态下剪刀式尾桨干扰涡流场分析的计算流体力学(computational flu... 采用非常规剪刀式尾桨对直升机整体性能有着重要影响,关于其复杂流动干扰机理的研究尚处在发展之中.为了掌握剪刀式尾桨的流动干扰机理和参数影响规律,建立了适合于悬停状态下剪刀式尾桨干扰涡流场分析的计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟方法.采用积分形式的Reynolds-averaged Navier-Stokes(RANS)方程作为旋翼流场求解控制方程,围绕旋翼流场的结构网格采用嵌套网格方法生成.在CFD方法验证基础之上,对悬停状态下两种不同构型剪刀式尾桨桨尖涡的涡核位置和强度的演变规律进行了定量分析,并对流场中桨尖涡与桨叶的贴近干扰、碰撞、破碎运动,同时准确捕捉了不同尺度涡之间的相互干扰、融合的过程进行了分析.进一步研究了剪刀角和轴间距参数对不同构型剪刀式尾桨气动特性的影响规律.计算结果表明,剪刀式尾桨流场中存在复杂的桨-涡干扰和涡-涡干扰现象,剪刀角和轴间距对剪刀式尾桨的气动特性有重要影响,L构型剪刀式尾桨气动性能整体优于U构型剪刀式尾桨. 展开更多

关键词 直升机 剪刀式尾桨 流场 气动特性 NAVIER-STOKES方程 桨尖涡

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我国离心压缩机的发展历程及未来技术发展方向 被引量：32

9

作者 王学军 葛丽玲 谭佳健 《风机技术》 2015年第3期65-77,共13页

对我国离心压缩机的发展历程进行了详尽细致的讨论与分析。结合我国离心压缩机的发展历程特点,阐明了我国离心压缩机未来的技术发展方向,这些发展方向主要体现在压缩机核心部件性能的提升和新型离心压缩机的整体开发。

关键词 离心压缩机 基本级 密封 进气流场 转子稳定性

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用三维激光多谱勒测速仪对共轴双旋翼悬停流场的测定 被引量：13

10

作者 唐正飞 李锋 +1 位作者 高正 梅卫胜 《流体力学实验与测量》 CSCD 1998年第1期81-87,共7页

用三维激光多谱勒测速仪对共轴式双旋翼在悬停状态的流场进行了实验测量。测量了各测试点诱导速度沿三个方向（轴向、径向和周向）的分量，得到了两旋翼尾迹交汇、干扰下的流场直观图像和重要信息。为了对比，对单旋翼流场也进行了测试... 用三维激光多谱勒测速仪对共轴式双旋翼在悬停状态的流场进行了实验测量。测量了各测试点诱导速度沿三个方向（轴向、径向和周向）的分量，得到了两旋翼尾迹交汇、干扰下的流场直观图像和重要信息。为了对比，对单旋翼流场也进行了测试，并给出了二者之间的差别。 展开更多

关键词 共轴式直升机 多谱勒测速仪 旋翼流场 悬停

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悬停状态旋翼流场计算方法评述 被引量：2

11

作者 魏靖彪 薛晓中 +1 位作者 舒敬荣 孙传杰 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2002年第3期90-96,共7页

对现有的悬停状态直升机旋翼流场研究方法进行了综合评述 ,提出了需要解决的相关问题 。

关键词 悬停状态 旋翼流场 计算方法 直升机

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适于旋翼CFD模拟的高效预定边界运动嵌套网格方法 被引量：1

12

作者 李鹏 招启军 王博 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2015年第6期747-756,共10页

通过引入新的预定边界嵌套策略,并结合提出的"逆向边界"和"Local Direct-Map"(LDP)技术,建立了一套预定边界嵌套网格方法。"逆向边界"通过预估计算对边界进行动态调整克服了透视图方法很难明确避开流动... 通过引入新的预定边界嵌套策略,并结合提出的"逆向边界"和"Local Direct-Map"(LDP)技术,建立了一套预定边界嵌套网格方法。"逆向边界"通过预估计算对边界进行动态调整克服了透视图方法很难明确避开流动非线性区的缺点;LDP方法解决了传统的基于Inverse-map透视图嵌套方法中分辨率与计算效率矛盾的问题。对不同操纵特性下相同嵌套网格的洞边界分布特性进行检验,结果表明预定边界嵌套方法保持了高鲁棒性并且嵌套效率提高了16.7倍。为进一步验证对非线性流场模拟的有效性以及对旋翼复杂运动的适应性,建立了一套适用于旋翼非定常流场计算的可压雷诺平均N-S方程数值模拟方法,分别对悬停和前飞状态下的C-T旋翼和UH-60A旋翼进行了数值分析。模拟结果与试验值吻合较好,表明了预定边界嵌套网格方法能够有效地用于旋翼非定常流场和气动特性的数值模拟分析。 展开更多

关键词 旋翼 非定常流场 运动嵌套网格 预定边界 透视图法 Local Direct-Map RANS方程

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基于动量源方法的直升机旋翼/机身流场数值模拟 被引量：12

13

作者 王博 招启军 徐国华 《直升机技术》 2008年第3期25-30,共6页

建立了一套基于动量源方法的直升机旋翼/机身流场数值模拟方法。将旋翼对流场的作用以动量源项的形式代表,建立了一个包含动量源项的CFD方法。针对直升机旋翼/机身流场的特点以及动量源方法对网格系统的要求,采用了一种混合网格生成方... 建立了一套基于动量源方法的直升机旋翼/机身流场数值模拟方法。将旋翼对流场的作用以动量源项的形式代表,建立了一个包含动量源项的CFD方法。针对直升机旋翼/机身流场的特点以及动量源方法对网格系统的要求,采用了一种混合网格生成方法。通过结合旋翼桨叶的运动方式、几何特征及气动特性,建立一个包含动量源项的N-S方程的旋翼流场计算方法和迭代流程,并采用该方法进行直升机旋翼、机身和旋翼/机身下洗流场的数值模拟,得到了关于旋翼/机身干扰流场的一些有意义的结论。 展开更多

关键词 旋翼 机身 动量源方法 流场 计算流体力学

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基于嵌套网格技术和多种空间离散格式的旋翼流场数值模拟

14

作者 赵明 曹义华 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期335-340,共6页

给出了三维Euler/N-S方程数值模拟悬停状态旋翼流场的方法和模型。在空间离散方法上分别采用Jame-son中心差分格式、Van Leer矢通量分裂格式、AUSM格式3种方法,同时加入了Van Albada限制器,并应用了嵌套网格方法。文中采用Hole-Map方法... 给出了三维Euler/N-S方程数值模拟悬停状态旋翼流场的方法和模型。在空间离散方法上分别采用Jame-son中心差分格式、Van Leer矢通量分裂格式、AUSM格式3种方法,同时加入了Van Albada限制器,并应用了嵌套网格方法。文中采用Hole-Map方法来确定洞边界,采用Inverse-Map方法来搜寻贡献单元。最后给出了旋翼桨叶表面压力分布的计算结果,并与实验数据进行了对比,证明以上3种空间离散格式在旋翼流场计算中的准确性。 展开更多

关键词 旋翼流场 计算流体力学 嵌套网格 有限体积法

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双拉力螺旋桨构型复合式高速直升机旋翼/螺旋桨干扰流场分析 被引量：11

15

作者 赵寅宇 黎鑫 +1 位作者 史勇杰 徐国华 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期154-164,共11页

基于动量源方法建立了针对双拉力螺旋桨构型(X3构型)复合式高速直升机旋翼/螺旋桨干扰流场分析的一个高效数值模拟方法,该方法适用于旋翼/螺旋桨之间相互干扰的计算与分析。在该方法中,旋翼和螺旋桨分别使用动量源代替,对干扰流场采用... 基于动量源方法建立了针对双拉力螺旋桨构型(X3构型)复合式高速直升机旋翼/螺旋桨干扰流场分析的一个高效数值模拟方法,该方法适用于旋翼/螺旋桨之间相互干扰的计算与分析。在该方法中,旋翼和螺旋桨分别使用动量源代替,对干扰流场采用结构化网格进行划分。首先,进行了孤立旋翼、孤立螺旋桨、旋翼/机身干扰流场的算例计算验证了方法的有效性。然后,应用所建立的方法,着重进行了悬停及前飞状态下双拉力螺旋桨构型复合式高速直升机旋翼/螺旋桨干扰流场的数值模拟,分析了直升机迎角变化对前飞流场的影响,得到了一些关于旋翼/螺旋桨干扰流场的有意义的结论。 展开更多

关键词 高速直升机 动量源 旋翼 螺旋桨 干扰流场

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旋翼桨叶绕流Euler方程数值模拟 被引量：1

16

作者 曹义华 康凯 《直升机技术》 1998年第2期24-29,共6页

本研究应用格心格式有限体积法求解欧拉方程,模拟绕旋翼浆叶的流动。旋翼尾流的作用通过自由尾流分析来求解局部的诱导下洗速度以修正翼型攻角。选择O—H型式生成弦向和展向网格。通过算例计算为进一步寻求有效的Euler或NS方程数值解积... 本研究应用格心格式有限体积法求解欧拉方程,模拟绕旋翼浆叶的流动。旋翼尾流的作用通过自由尾流分析来求解局部的诱导下洗速度以修正翼型攻角。选择O—H型式生成弦向和展向网格。通过算例计算为进一步寻求有效的Euler或NS方程数值解积累了经验。 展开更多

关键词 旋翼流场 欧拉方程 有限体积方法 龙格—库塔格式

全文增补中

高速直升机旋翼/螺旋桨/机身干扰特性分析 被引量：7

17

作者 申遂愿 朱清华 +2 位作者 朱振华 曾嘉楠 陈建炜 《航空工程进展》 CSCD 2020年第1期46-55,共10页

研究双拉力螺旋桨复合式高速直升机的气动特性可以为高速直升机的设计及气动优化提供参考。基于动量源方法构建针对双拉力螺旋桨复合式高速直升机旋翼/螺旋桨/机身干扰特性数值计算及分析方法;对孤立旋翼、旋翼/机身干扰进行算例验证;... 研究双拉力螺旋桨复合式高速直升机的气动特性可以为高速直升机的设计及气动优化提供参考。基于动量源方法构建针对双拉力螺旋桨复合式高速直升机旋翼/螺旋桨/机身干扰特性数值计算及分析方法;对孤立旋翼、旋翼/机身干扰进行算例验证;应用所构建的方法对双拉力螺旋桨高速复合式直升机悬停及前飞状态的干扰流场进行数值模拟,分析机身对悬停流场影响及不同前飞速度旋翼/螺旋桨/机身干扰特性。结果表明:悬停时机身对气流的阻塞作用降低了旋翼的升力,螺旋桨对旋翼下洗气流的加速作用使旋翼升力提高;低速前飞时旋翼/螺旋桨/机身干扰较大,主要体现在旋翼下洗流造成螺旋桨滑流偏折以及机翼上表面压力分布增大,高速前飞时这种干扰较小。 展开更多

关键词 动量源 复合式高速直升机 干扰流场 旋翼 螺旋桨 机身

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基于动量源方法的纵列式直升机双旋翼/机身干扰流场分析 被引量：2

18

作者 吴林波 陈平剑 +1 位作者 李春华 招启军 《直升机技术》 2009年第3期15-20,共6页

针对纵列式双旋翼桨叶的几何特征、运动方式及气动特性,建立了基于动量源方法的纵列式直升机双旋翼/机身组合流场的数值模拟方法,该方法中采用的非结构网格能综合考虑双旋翼/机身干扰流场特点且满足动量源计算网格要求。通过算例的计算... 针对纵列式双旋翼桨叶的几何特征、运动方式及气动特性,建立了基于动量源方法的纵列式直升机双旋翼/机身组合流场的数值模拟方法,该方法中采用的非结构网格能综合考虑双旋翼/机身干扰流场特点且满足动量源计算网格要求。通过算例的计算值与试验值的对比,验证了本文方法的有效性,然后采用该方法分析了悬停及前飞状态下纵列式直升机的双旋翼/机身干扰流场特性。 展开更多

关键词 纵列式直升机 旋翼 机身 干扰流场 计算流体动力学 CFD

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分立式导向器离心涡轮气动改型设计与流场分析 被引量：3

19

作者 刘菁 单鹏 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1047-1053,共7页

对某高负荷低速较大扭矩单级冷气起动涡轮进行了原型机气动分析和改型机气动设计.该涡轮采用离心式流动,分立式导向器和冲击式转子.分析发现,该涡轮负荷系数极高而不追求高效率.为增大功率而进行的改型设计采取了加大流量而保持进气压... 对某高负荷低速较大扭矩单级冷气起动涡轮进行了原型机气动分析和改型机气动设计.该涡轮采用离心式流动,分立式导向器和冲击式转子.分析发现,该涡轮负荷系数极高而不追求高效率.为增大功率而进行的改型设计采取了加大流量而保持进气压强不变的技术方案.流场模拟结果显示,该改型设计在涡轮转子直径减小6%的情况下,在原型涡轮设计转速下及其140%转速下的输出功率各约为原型机的2倍和2.8倍. 展开更多

关键词 航空 航天推进系统 分立式导向器 离心涡轮 流场数值模拟 冻结转子法

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一种新型无堵塞高效啮合型转子冷却结构

20

作者 刘丽 叶峰 +1 位作者 李国胜 韩帮阔 《橡塑技术与装备》 CAS 2014年第3期41-43,共3页

密炼机啮合型转子具有冷却效果好和温度控制能力强的突出优点,被越来越多地采用。本文介绍了一种新型无堵塞高效啮合型转子冷却结构开发的技术背景、技术特点及创新点。

关键词 密炼机 啮合型转子 冷却 CAD三维造型 流场分析

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