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M型惯性级流场分析

作　者: 马正伟
导　师: 孙海鸥
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 轮机工程
关键词: M型惯性级阻力特性可视化随行波
分类号: TK471
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 5次
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内容摘要

近年来,燃气轮机因为具有功率大、重量轻、体积小等诸多特点而正在逐渐的被广泛应用。而船用燃气轮机的工作环境相当恶劣,进气含有大量的盐雾气溶胶,其中所含的盐分会对整个燃气轮机带来非常大的危害。随着燃气轮机温度逐渐升高,保证燃气轮机的正常运行以及较长的使用寿命,对进气要求也随之提高,所以安装进气滤清器是必要的。常用的进气滤清装置包括惯性分离器和网垫分离器。本文利用数值模拟与实验研究相结合的方法研究M型惯性级的性能,为高性能船用燃气轮机中进气滤清器的设计制造提供可靠依据。针对M型惯性惯性级,本文主要进行了以下几个方面的工作：1.考虑几种湍流模型对计算结果的影响,给出了数学模型和计算结果的关系,并与实验数据进行了比较分析,同时采用不同的网格大小尺寸,研究网格的敏感性对计算结果的影响。这些为今后能够快速而准确的对惯性级进行数值模拟奠定基础。2.通过小型风洞对惯性级模型进行试验研究,测量M型惯性级在一系列工况下的流场分布情况,完成流场可视化。3.根据阻力特性数值模拟,并结合M型惯性级的流场测量结果,对M型惯性级提出改进方案,引入随行波结构达到减少阻力损失提高性能的目的。利用CFD软件对随行波表面进行仿真计算,验证随行波的减阻作用。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-17
  1.1 引言  9-10
  1.2 低质量进气的危害  10-13
  1.3 传统滤器国内外研究状况  13-15
  1.4 本文研究的背景和意义  15-16
  1.5 本文主要工作  16-17
第2章研究方法  17-33
  2.1 引言  17
  2.2 数值模拟研究  17-25
    2.2.1 模型的建立  17-19
    2.2.2 控制方程  19-20
    2.2.3 湍流模型  20
    2.2.4 网格生成  20-21
    2.2.5 建立离散化方程  21-22
    2.2.6 相似原理  22-25
  2.3 实验研究  25-32
    2.3.1 测量设备介绍  25-26
    2.3.2 阻力特性实验  26-28
    2.3.3 放大模型实验  28-30
    2.3.4 流场可视化实验  30-32
  2.4 本章小结  32-33
第3章各种模拟方法的比较  33-45
  3.1 引言  33
  3.2 二维数值模拟与三维数值模拟  33-38
  3.3 不同网格尺寸对数值模拟影响的比较  38-44
  3.4 本章小结  44-45
第4章流场可视化  45-58
  4.1 引言  45
  4.2 流场可视化的实现  45-57
    4.2.1 第1段流场  46-48
    4.2.2 第2段流场  48-49
    4.2.3 第3段流场  49-51
    4.2.4 第4段流场  51-54
    4.2.5 第5段流场  54-56
    4.2.6 第6段流场  56-57
  4.3 本章小结  57-58
第5章随行波减阻技术的应用  58-68
  5.1 引言  58
  5.2 随行波减阻原理  58-59
  5.3 随行波应用的可行性验证  59-64
    5.3.1 计算域的选择  60-62
    5.3.2 边界条件的设定  62
    5.3.3 数值模拟结果  62-64
  5.4 在M型惯性级中的应用  64-67
  5.5 本章小结  67-68
结论  68-69
参考文献  69-74
攻读硕士学位期间发表的论文  74-75
致谢  75

M型惯性级流场分析

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