低压涡轮叶栅非定常流场演化特性的大涡模拟研究
| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 符号表 | 第9-17页 |
| 第1章 绪论 | 第17-46页 |
| 1.1 课题来源 | 第17页 |
| 1.2 研究的目的和意义 | 第17-19页 |
| 1.3 边界层的分离与转捩 | 第19-29页 |
| 1.3.1 附着边界层的转捩机理 | 第20-23页 |
| 1.3.2 湍流斑的形成及演化过程 | 第23-25页 |
| 1.3.3 层流边界层的分离及转捩 | 第25-29页 |
| 1.4 低压涡轮内部的非定常流动 | 第29-41页 |
| 1.4.1 低压涡轮非定常气动环境 | 第29-30页 |
| 1.4.2 低压涡轮流动损失 | 第30-32页 |
| 1.4.3 非定常尾迹与下游叶片的相互作用 | 第32-37页 |
| 1.4.4 低雷诺数低压涡轮研究进展 | 第37-41页 |
| 1.5 大涡模拟研究现状 | 第41-44页 |
| 1.5.1 大涡模拟的基本思想 | 第42页 |
| 1.5.2 大涡模拟的发展历程 | 第42-44页 |
| 1.6 本文的主要研究内容 | 第44-46页 |
| 第2章 大涡模拟控制方程组及数值计算方法 | 第46-73页 |
| 2.1 N-S方程组的滤波 | 第46-50页 |
| 2.1.1 相对坐标系下方程组的无量纲化 | 第46-48页 |
| 2.1.2 方程组的滤波 | 第48-50页 |
| 2.2 动量方程的亚格子模型 | 第50-54页 |
| 2.2.1 Smagorinsky模型 | 第50-51页 |
| 2.2.2 动力涡粘模型 | 第51-53页 |
| 2.2.3 滤波运算 | 第53-54页 |
| 2.3 能量方程的亚格子模型 | 第54-55页 |
| 2.4 大涡模拟控制方程组的表达形式 | 第55-57页 |
| 2.5 控制方程组的空间离散 | 第57-62页 |
| 2.5.1 对流通量离散 | 第58-61页 |
| 2.5.2 粘性通量离散 | 第61-62页 |
| 2.6 控制方程组的时间推进 | 第62页 |
| 2.7 边界条件设定与并行策略 | 第62-67页 |
| 2.7.1 亚音进口条件的设定 | 第63页 |
| 2.7.2 亚音出口条件的设定 | 第63-64页 |
| 2.7.3 固体壁面 | 第64-65页 |
| 2.7.4 周期性边界 | 第65页 |
| 2.7.5 动、静计算域交界面的处理方法 | 第65-67页 |
| 2.7.6 并行策略 | 第67页 |
| 2.8 计算及后处理中某些问题的说明 | 第67-70页 |
| 2.8.1 控制体体积求解方法 | 第67-68页 |
| 2.8.2 来流湍流度的设置方法 | 第68-70页 |
| 2.8.3 拟序结构识别方法 | 第70页 |
| 2.9 LES程序的计算流程 | 第70-72页 |
| 2.10 本章小结 | 第72-73页 |
| 第3章 圆柱绕流及平板层流转捩流动的研究 | 第73-90页 |
| 3.1 单、双圆柱绕流的非定常流场分析 | 第73-84页 |
| 3.1.1 单圆柱扰流算例说明 | 第73-75页 |
| 3.1.2 时均结果验证及瞬态流场分析 | 第75-80页 |
| 3.1.3 并列圆柱绕流算例说明 | 第80-81页 |
| 3.1.4 不同间距下圆柱下游流场的对比 | 第81-84页 |
| 3.2 逆压梯度条件下平板层流边界层的分离转捩 | 第84-89页 |
| 3.2.1 算例说明 | 第84-85页 |
| 3.2.2 平板边界层演化过程分析 | 第85-89页 |
| 3.3 本章小结 | 第89-90页 |
| 第4章 定常来流条件下低压涡轮叶栅流场的演化特性 | 第90-120页 |
| 4.1 计算对象说明 | 第90-91页 |
| 4.2 流场特性分析 | 第91-105页 |
| 4.2.1 计算条件说明 | 第91-92页 |
| 4.2.2 与实验及DNS结果的对比验证 | 第92-94页 |
| 4.2.3 时均流场分析 | 第94-97页 |
| 4.2.4 雷诺应力 | 第97-98页 |
| 4.2.5 吸力面边界层演化机理分析 | 第98-105页 |
| 4.3 不同来流攻角下涡轮叶栅流场的大涡模拟 | 第105-113页 |
| 4.3.1 计算工况说明 | 第105-106页 |
| 4.3.2 叶栅表面及近壁区流场参数的对比 | 第106-109页 |
| 4.3.3 负攻角时压力面边界层演化过程 | 第109-113页 |
| 4.4 不同雷诺数下涡轮叶栅流场的大涡模拟 | 第113-118页 |
| 4.4.1 计算工况说明 | 第113页 |
| 4.4.2 时均流场参数对比 | 第113-116页 |
| 4.4.3 吸力面边界层演化过程的对比 | 第116-118页 |
| 4.5 本章小结 | 第118-120页 |
| 第5章 周期性尾迹对低压涡轮叶栅流场的影响 | 第120-141页 |
| 5.1 计算方案 | 第120-121页 |
| 5.2 时均流场对比 | 第121-129页 |
| 5.2.1 时均参数及气动性能对比 | 第121-124页 |
| 5.2.2 雷诺应力及湍动能的分布 | 第124-129页 |
| 5.3 尾迹对吸力面边界层的作用机理 | 第129-137页 |
| 5.3.1 来流尾迹在叶栅通道中的输运过程 | 第129-133页 |
| 5.3.2 吸力面边界层的演化规律 | 第133-137页 |
| 5.4 尾迹对叶栅气动损失的影响 | 第137-140页 |
| 5.5 本章小结 | 第140-141页 |
| 结论 | 第141-144页 |
| 参考文献 | 第144-161页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 | 第161-163页 |
| 致谢 | 第163-164页 |
| 个人简历 | 第164页 |
