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軸流式輪機輪緣密封流動分析
關(guān)鍵詞：渦輪機械 軸流式 流動分析 浸入式 輪緣密封
摘要：本文使用大渦模擬分析了帶有30個定子和62個轉(zhuǎn)子葉片的一級軸流式輪機輪緣密封內(nèi)流動。Navier-Stokes方程的求解采用了基于笛卡爾浸入式邊界和levelset方法的有限體積法。固體壁面位置由levelset方法追蹤,然后在壁面邊界采用了可以解析尖銳邊緣并且嚴格體積守恒的切割細胞方法。本文生成了2個自適應(yīng)笛卡爾網(wǎng)格,第一個網(wǎng)格使用levelset方法跟蹤嵌入的表面邊界,第二個網(wǎng)格用于離散流體域進行數(shù)值求解守恒方程。這種數(shù)值方法可以在同一個參照系下精確模擬渦輪機械應(yīng)用中多個壁面相對運動的流動現(xiàn)象。數(shù)值仿真中精確解析了在圓周360度方向上的所有定子和轉(zhuǎn)子葉片。數(shù)值仿真結(jié)果分析側(cè)重于定子和渦輪級的轉(zhuǎn)子盤之間單唇邊密封結(jié)構(gòu)內(nèi)部空腔內(nèi)流動。本文首先進行了網(wǎng)格分辨率研究,然后比較了LES結(jié)果和實驗數(shù)據(jù),最后詳細分析了轉(zhuǎn)子定子盤腔流場。分析結(jié)果確定了徑向速度的主導(dǎo)模態(tài),而且此模態(tài)與轉(zhuǎn)子頻率及其諧波都不相關(guān)。研究也表明,主導(dǎo)模態(tài)對熱氣進入轉(zhuǎn)子定子盤腔的影響很大。
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