计算流体动力学在航空叶轮机械中的应用

李昊南

摘要：对于物理这一方面来说，计算流体动力学是新的技术，近几年对于流体动力学的完善也提高了，在科学研究中的分量也很重。本篇文章就对计算流体动力学在航空叶轮机械中的应用展开探讨，为以后这项技术能更好的为航空叶轮机械领域贡献一份力量，应用流体动力学时有许多问题需要更好的解决，只注意速度与难度是不对的，要对整个运作过程完整的分析，保证它的工作量和易操作性。

关键词：计算；流体动力学；航空叶轮：应用

对于流体动力学来说，具体是利用三维的的方式对叶轮机械模型进行研究和运算，对于三维来说近几年对它的应用范围越来越广，它是一种常见的工程设计方法，相关技术的应用也越来越多。本篇文章就对两者间的相互作用对航空叶轮机械中的应用进行简述，对航空叶轮机械起到积极作用，使航空领域发展更好，对计算流体动力学的先进性来说，虽然发展很好，但是也有不好的方面，也有很大限制性，所以计算流体动力学在航空领域的应用要合理化，相关方法要有新意。

一、计算流体动力学在航空领域的应用

（一）有关三维叶型的设计

计算流体动力学虽然在叶轮机械设计中有一定的作用，它也主要是用三维模式使叶轮机相关构造更加完美，确保其运行过程中的高效性，达到完美的效果。使用三维的手段，可以减少相关过程的能量损失，让它发挥它的最大功效。使用计算流体动力学的方法，可以使航空叶轮的相关性能达到最佳状态。

（二）有关多级流的模拟

计算流体动力学在工程中的应用很多，在叶轮机风扇的设计应用中也非常多，它可以保证整个过程的完整性和优质性。运用多级流动模拟技术，可对相关叶片的支撑匹配作用实现叶排的合理转化。计算流体动力学在叶片排间分析中可以减少设计的相关误差，这个方法可以保证两个系统的合理配合采用三维的方式，可以保证相关设计的质量。

（三）有关几何复杂性的考虑

对于真实的叶轮机的流动来说，包含着几个模拟的方面，比如叶扇通道流动、多几何流动都需要正规的模拟，如果这些模拟不进行的话就会对相关的程序升级造成一定困难。其中有许多复杂的几何问题与相关运行有关，但好在其所涉及的的部分不多，但是强非线性作用對也会对相关部分产生一定影响，会造成某些效率的损失。

二、计算流体动力学在航空叶轮机械中应用的未来

（一）计算流体动力学在航空叶轮机械中的应用发展

对于三维的叶轮机械来说，具有很强的专业性，相关的研发人员要对计算流体动力学的工作原理熟练掌握，并对整个结构也要很好掌握，对其工作过程中出现的不合理情况，要随时了解。计算流体动力学具有非常多的优点，它可以利用三维的形式对叶轮机械设计相关应用进行深成次的升级，虽然它也具有一定局限性，但适用范围也比较广泛。所以在应用过程中一定要注意结合相关物理理论，使它的应用更加的合理化和规范化，这样才能从整体上提高它的实际操作效果。在应用机械化设计时的叶轮机械更新时，不能将它的主要设计人员的指示思想作为主要更新依据，而要充分结合物理的相关知识性，避免因为人员的逻辑错误而影响叶轮机械更新的本身。对于我国的流体动力学现状来说，比其他国家的研究脚步稍晚，自身的研究成果较少，所以对于计算流体动力学的相关研究成果很局限，在应用到工程上的限制很多，需要其他工程的紧密配合才能将其功能完全发挥，才能为它日后走进更多领域做好准备。

（二）计算流体动力学在航空叶轮机械中的应用展望

对于计算流体动力学来说，它的非定常计算方法在随着我国科技的进步，影响范围逐渐扩大，应用的相关领域不断增多。其中在发动机的研制领域应用很深，再结合相关三维模型的建立，使其发展越来越好。但在这个过程也需要相关人员进行合理掌控，防止相关资源的损失。通过建立三维模型的手段使叶片的整合问题变好，这种手段减少了设计中的困难同时还提升了成品的效率。在相关的计算流体动力学问题中还存在着很多缺点，例如使用动静干扰的手段，非定常的改善相关研究问题，研究重点不要放在其效率的问题上，而要利用涡轮动力学的相关物理学问题进行研究。航空叶轮机械设计中要融入计算流体动力学，其目的也是要尽量减少相关能量及涡轮旋转时的能量损失，并要对其流动增加一定稳定性，这样才能保证它整个过程的高效率运作。对于叶片的整体流动性来说，相关的物理几何概念十分复杂，所以就要求进行相关分析时采用非结构化的网络模型研究，但是流体动力学的相关物理性质不能忽略，要紧密集合它的相关理论，这样才能确保计算流体动力学与航空研究的结合紧密，并发挥它的巨大效应。但在研究过程中也会出现相关的复几何理论，所以要根据其理论对端流模型进行更新，这样才能保证计算流体动力学与其相关部分的熟练升高。在进行有关网络的计算流体动力学时，一定要保证网络的质量问题，要使网络在相关系统发展优化计算流体动力学，计算流体动力学相关方面的升级，才能使其保持最佳的优质性，通过最好的手段展开，对相关问题进行提高。

三、结语：

综上所述，本篇文章对计算流体动力学在航空叶轮机械中的相关情况进行了简介，也对未来计算流体动力学在航空叶轮机械中的相关应用未来进行了期待，这些相关的内容会对今后的设计人员在计算流体动力学在航空叶轮机械中的研究起到促进作用，也会对它的推广起到了促进作用。对于这项研究其先进的物理学概念及先进的计算理念，对其未来更好的应用需要我们的技术人员更好的进行推陈出新，将相关理念升级。对于当中复杂化的几何理论，相关理论的升级有利于提高叶轮机的整体工作速率，这些更好的升华也会对我国的航空航天工程有很大助力，促进它的更好更快发展。

参考文献：

[1]张翔；黄秀全.基于图形处理器加速的叶轮机流场数值模拟研究[J].科学技术与工程.2013（11）.23.34-35

[2]施坤.基于CFD的离心通风机内部流场数值分析[J].科技创业家.2012（19）.23.25-27

[3]季路成；李伟伟；伊卫林.伴随方法用于叶轮机优化设计的回顾与展望[J].航空发动机.2011（05）.44.46-47endprint