葉輪機(jī)非定常邊界層數(shù)值模擬.pdf

1、葉輪機(jī)內(nèi)部流動(dòng)非常復(fù)雜,僅以傳統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)全湍流方法對(duì)葉輪機(jī)內(nèi)邊界層流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬顯然已不能滿足工程需求。
　　 本文首先基于雷諾平均方法求解Navier-Stokes方程,將原始SA湍流模型的生成項(xiàng)看作為一個(gè)輸運(yùn)變量,在數(shù)值模擬中額外引入其輸運(yùn)方程以考慮流動(dòng)中的轉(zhuǎn)捩現(xiàn)象。采用有限體積法進(jìn)行空間離散,迎風(fēng)的Roe通量差分裂方法及三階MUSCL格式計(jì)算對(duì)流通量,粘性通量采用二階中心差分離散,同時(shí)引入低速預(yù)處理技術(shù)。發(fā)展了一套適用于求

2、解葉輪機(jī)內(nèi)復(fù)雜流動(dòng)的非定常數(shù)值求解方法。
　　 其次,選用平板邊界層轉(zhuǎn)捩流動(dòng)、定常/非定常條件下的分離流動(dòng)和葉柵通道內(nèi)分離流動(dòng)對(duì)該方法進(jìn)行了數(shù)值驗(yàn)證,通過與實(shí)驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn),該方法不僅對(duì)葉輪機(jī)中常見的旁路轉(zhuǎn)捩有較好的預(yù)測(cè)性能,還對(duì)于定常/非定常條件下分離邊界層分離點(diǎn)以及分離誘導(dǎo)轉(zhuǎn)捩的模擬也具有一定的精度,為葉輪機(jī)內(nèi)復(fù)雜流動(dòng)的模擬提供了一種簡(jiǎn)單而有效的數(shù)值方法。
　　 最后,分析分離邊界層的模擬結(jié)果表明,葉柵通道內(nèi)分離泡的大小