免费论文摘要：叶栅震动径直数值模仿

跟着高本能计划本领的连接超过，径直数值模仿(Direct  Numerical  Simulation, DNS)在探究和创造新的震动构造及相映的震动遏制本领上面表现了要害的效率，已成 为一种接洽搀杂震动机理及其震动顺序的有力东西。正文经过径直数值模仿，接洽了 较低雷诺数景象下，平面压气机叶栅、平面涡轮叶栅震动的特性及顺序；在此普通上  实行了NASA某带有热传导效力的三维直涡轮叶栅震动的径直数值模仿，对径直数值模 拟在叶轮板滞气动热力学范围的运用做了发端的探究。重要处事囊括：      (1). 开拓了一套鉴于高精度有限差分法、可用来二维和三维可收缩震动接  数值模仿的计划步调。该步调的差分库中囊括高阶普遍顶风方法和重心差分方法、 WENO方法及其矫正方法等十二种高精度差分方法；遏制方程组为普遍弧线坐标系下 的Navier-Stokes方程组，个中无黏项的分割沿用流利矢量分割法，黏性项的分割沿用 高阶重心差分方法，功夫促成沿用三步三阶显式Runge-Kutta本领；并行框架鉴于计划 域领会和动静传播并行编制程序情况(Message Passing Interface, MPI)。二维计划步调过程 无黏、黏性、定常和非定常算例检查；三维计划步调过程可收缩平均各向异性衰减湍 流和超音速Ma∞= 2.25枯燥边境层湍流径直数值模仿的检查。计划截止表白，该步调 不只具备较高的计划精度并且具备较高的并行计划功效，不妨用来举行搀杂震动的高 精度径直数值模仿。      (2). 经过二维径直数值模仿，对较低雷诺数景象下，平面叶栅震动的非定常性 举行了发端的探究，揭穿了二维径直数值模仿生存的缺点。二维径直数值模仿表露： VKI涡轮叶栅震动的非定常性重要来自尾缘处的(准)周期性涡零落进程，叶栅通道进口 直至中截面，流场的非定常性很弱，周期性的涡零落在尾缘邻近流场中形成确定的压 力脉动，跟着雷诺数的增大该压力脉动连接巩固，流场的非定常性和总压回复系数也 增大；V103压气机叶栅流场的非定常性重要来自吸力面后部的非定常辨别，辨别区的 刹时和时均流场构造与逆压力梯度效率下枯燥边境层辨别区的刹时和时均流场构造相  似，时等分离区有鲜明的压力平台(压力简直为一常数)生存。二维径直数值模仿不妨获 但二维径直数值模仿没辙刻划出转捩的爆发和湍流的兴盛，所以，在叶栅的尾缘邻近 和震动辨别区只会展示比拟搀杂的涡构造，而不会有转捩和湍流的展示。      (3). 贯串二维和三维计划，实行了NASA某带有热传导效力的三维直涡轮叶栅流 动旁路转捩进程和湍流充溢兴盛区的高精度径直数值模仿，并创造了相映的径直数 值模仿数据库。二维径直数值模仿所得的叶片外表压力散布与试验数据符合较好；表 征热传导效力的Stanton数在层流地区与试验值基础符合，而在湍流区具备鲜明的差 异。三维径直数值模仿很好地填补了二维径直数值模仿生存的不及，叶片外表压力 和Stanton数散布均与试验截止符合杰出，说领会此次径直数值模仿的灵验性。从正文 创造的径直数值模仿数据库中索取了转捩区和湍流区的平衡速率切面和平衡温度切面， 湍流区的速率和温度切面均与壁面律和对数律散布符合较好，而转捩区的速率和温度 切面均明显地质大学于湍流充溢兴盛区的速率和温度切面；比较二维和三维径直数值模仿 的截止不妨创造，二者所得的平衡(二维计划截止为时均截止)速率和温度切面的计划结 果在黏性底层的线性底层区(y+

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