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平板气膜传热系数液晶稳态测量中固体导热对其精度和效率的影响/ 薛启超 郜鸿宇 李雪英 任 静

摘 要：气膜冷却是一种应用广泛且有效的透平冷却方式。传热系数是气膜冷却的主要特征物理量之一，直接影响到热端部件的壁面温度。发展气膜冷却传热系数的高精度、高效率测量方法对气膜冷却特性的研究和冷却设计具有重要意义。本文针对平板气膜冷却传热系数稳态测量方法，通过雷诺时均（RANS）数值模拟，研究了平板背部固体导热损失对传热系数测量结果精度和测量过程效率的影响机制。研究表明，背部保温材料的厚度直接影响到平板背部固体导热过程，进一步导致对于测试结果精度和系统达到稳态的时间（即测量效率）的影响；对于某个特定的气膜传热系数测量实验来说，存在着一个“最佳”的保温材料厚度范围。在此基础上，本文提出了进一步兼顾平板气膜冷却传热系数稳态测量精度与效率的方法。

凹坑对风力机翼型气动性能的影响/ 王艳芬 陆华伟 郭 爽 王 龙 辛建池

摘 要：叶片是风力机的主要部件，叶片上的损失也是风力机主要损失来源之一，因此减少叶片损失，提高风力机性能一直是人们研究的课题。文中借助fluent软件对NACA 4412叶片进行数值模拟，计算采用SST k-ω湍流模型，分析了Re=6.8×105时翼型上的流场分布，并将得到的升力系数和阻力系数与实验数据进行了比较，证明了文中算法的可靠性。文中通过对改变凹坑半径大小、位置等方式进行研究，观察其对风力机气动性能的影响。研究结果表明，将凹坑布置在叶片尾缘附近分离涡相对于原型更小，随着凹坑半径的增加，减小流动分离的效果先增加后减小，在半径为10mm时控制效果最好。攻角大于25°时，将半径为10mm的凹坑布置在60%～82%弦长处，可使升力系数增加6.9%。

前导叶结构参数对大型轴流风机气动噪声的影响研究/ 胡银杰 周水清 张 锴 杨 柯 王赤虎

摘 要：安全壳循环冷却风机作为CAP1400安全壳循环冷却机组的关键设备，其空气性能与噪声特性对核电厂系统的安全运转有重要影响。本文考虑了横向脉动速度对风机流场影响，引入涡粘性系数表达式对标准k-ε湍流模型进行修正，使数值模拟平均计算误差降低到5%以内，提升对大型轴流风机气动性能预测的准确性。基于修正后的数值模拟分析，本文引入无量纲参数σ来表示动叶至前导叶的轴向间距与前导叶弦长的比值，并针对不同σ值的风机模型进行数值计算与噪声分析，并选取最优模型进行打样分析。试验及数值模拟结果表明：通过增大动叶至前导叶的轴向间距与前导叶弦长的比值来减小噪声值在大流量工况下作用较为显著，且在0.5≤σ≤1.0的范围内效果最佳，优化后模型在保证空气性能基本不变的前提下，噪声下降3.0～5.0dB。

多联空调室外机噪声的实验测试研究/ 方 挺 漆石球 毛义军

摘 要：本文对多联空调室外机在制冷和制热工况下的噪声特性进行了测量研究。室外机周围多点的声压级频谱表现出明显的离散噪声频谱特征，表明室外机噪声主要来源于轴流风机及涡旋压缩机的贡献，其中在1000Hz以下轴流风机和压缩机噪声的量级基本相当，但是在1000Hz以上，室外机噪声主要源于压缩机的贡献。进一步地，声强实验测试结果采用图像方式定位了室外机在不同频率区间上的声源位置，得到了与频谱分析一致的结论。

机匣凹槽对轴流压气机性能的影响/ Naseem Ahmad Ghulam Ishaque Arif Aziz Zubair Ali Shah Mushayyed Muhammad Ali Khan 郑 群

摘 要：燃气轮机压气机的稳定运行范围由于每级最大负荷而减少。最大性能与稳定运行状态密切相关，如果运行状态发生一些快速变化，则会导致流动失稳，并导致旋转失速。为避免这种情况，应保持适当的失速裕度，使轴流压气机性能更好。通过叶尖和机匣壁面处理可以提高失速裕度。为提高轴流压气机的失速裕度，机匣处理被广泛用于被动流动控制。当前的CFD研究使用NASA转子37通过有限体积技术离散3D RANS方程来研究凹槽的性能。为了验证转子37，对一个通道进行了稳态仿真。仿真结果与总压比和效率的实验测量数据非常吻合。根据收敛标准来预测失速。提出了矩形端壁凹槽模型并进行了数值验证。对矩形凹槽和光滑壁面的性能进行对比评估，发现与光滑壁面相比，矩形凹槽的失速裕度增加了6.37%。通过安装凹槽使TLV减至最小，矩形CGCT模型减少了涡流停滞区，有助于延迟失速的发生。机匣凹槽显著提高了轴流压气机的失速裕度，但导致了效率的略微下降。

基于遗传算法的轴流风机后导叶匹配性优化/ 凌杰达 王 军 丁炎炎 肖千豪 王 华

摘 要：利用多岛遗传算法（MIGA）在高度非线性优化问题上的强大全局寻优能力，结合椭球基（EBF）神经网络近似模型，通过翼型弯曲角、叶片安装角、翼型弦长、轴向间隙四个设计参数变化下的CFD三维数值模拟，得到了一种可自动对单级轴流风机后导叶进行优化设计的方法。结果表明，后导叶叶片安装角对风机全压影响较大，叶片安装角和弯曲角的变化减小了导叶进口气流负攻角，消除了原后导叶压力面的气体回流与涡旋。优化后的导叶压力面的流动得到改善，使风机全压提高了6.73%。

高空条件下喷水冷却对压气机性能的影响/ 崔 凯 闫志男 胡锡文 夏国正 邓庆锋

摘 要：为进一步适应高超声速飞行器的动力需求，根据现有燃气轮机循环特性，通过降低涡轮发动机压气机中的气流温度，提升发动机总体性能以适应更高的飞行速度。本文基于两相流动模型，根据进气道总压恢复系数计算经验公式求得高马赫数下压气机进口条件，通过模化理论对高空条件下的喷水冷却湿压缩过程进行了数值分析，探索了两相流动对压气机的内部流场及其性能的影响。研究表明：对于同一燃气轮机，通过喷水冷却，可以有效控制压气机压缩过程的温度升高，在25km高空以3.5Mach飞行时温度下降最高可达100K。喷水会改变压气机内部流场。对比发现，喷水后压气机动叶内的激波后移，激波后动叶叶背分离加大，同时由于离心力作用水滴集中在叶尖处，这引起了更大径向分布不均匀性。模拟结果表明，越小的喷雾直径其湿压缩效果更好。

倾斜蜗舌对前弯离心风机噪声特性影响的数值与实验分析/ 刘燕潇 邵准远 李 蕾 周 波 张 浩

摘 要：前弯清扫车离心风机以体积小、吸力大、重量轻等特点，为清扫车装备公司所青睐，但也存在着噪声大、高频噪声贡献大、刺耳等问题，成为行业的痛点。在不改变气动性能、总体安装尺寸的前提下，如何降低风机声压级和高频噪声贡献，也成为了行业的难点。本文通过对原型机的模拟计算及实验数据对比，验证计算的可靠性。采用倾斜蜗舌优化方案，分析了倾斜蜗舌对清扫车风机流场特性、噪声特性的影响，研究表明：倾斜蜗舌可降低前倾式风机的声压级和高频噪声贡献，清扫车风机的声压级降低了7.3dB，改善了噪声频谱特性，为清扫车风机噪声优化提供一定的技术支持。

袋型阻尼密封泄漏特性分析/ 杨均武 朱 蕾 胡 峰 张 海

摘 要：密封件作为燃气轮机的重要组成部分，将影响发动机的效率及燃料消耗水平。在防止气流泄漏的同时，密封件还会产生一定的激振力，对转子稳定性产生影响。袋型阻尼密封由于具有其低泄漏和高阻尼的特点，既能作为密封装置控制转子与静子件之间的泄漏，提高燃气轮机的工作效率，又能作为阻尼器，有效抑制转子振动。本文的研究对象为两种不同结构袋型阻尼密封：传统袋型阻尼密封和贯通挡板袋型阻尼密封。本文的研究工作主要为：在忽略转子振动行为的前提下分别计算两种袋型阻尼密封的泄漏特性。结果表明，传统袋型阻尼密封的泄漏特性要优于迷宫密封。

蜂窝密封泄漏特性与动力特性影响因素分析/ 周 敏 孙 丹 肖忠会 孟继纲 姚 洁

摘 要：结构参数与进口预旋对蜂窝密封静力与动力特性有较大影响。建立了蜂窝密封动力特性求解模型，在验证数值求解模型准确性的基础上，研究蜂窝芯格尺寸、轴向长度和进口预旋对密封性能的影响。结果表明，当蜂窝芯格尺寸相同时，密封有效刚度系数和有效阻尼系数随着轴向长度增加而增大；随着预旋比的增大，气流周向分量增大，轴向分量减小，故泄漏量逐渐减少；随着进口预旋的增大，蜂窝密封有效阻尼系数减小，主要是密封周向旋流增强，导致气流周向压力分布不均匀，从而降低了蜂窝密封的稳定性。

某二氧化碳离心压缩机转子次同步振动分析/ 太兴宇 李 云 孟继纲 孙玉莹 肖忠会 马志宏

摘 要：本文以某二氧化碳离心压缩机为研究对象，对其在试车过程中产生的转子次同步振动现象进行了分析。该压缩机在大流量时就开始发生0.1～0.35倍频的次同步振动，随着出口压力的升高振动加剧，在设计流量时转子振幅已经超过API 617规定的振动极限值。经多次试验情况未有好转。根据该机组转子以及管路的振动特征，判断故障原因是无叶扩压器内产生旋转失速。而通过进一步分析可知，产生旋转失速的原因可能是下游蜗壳结构以及上一级叶轮流场所导致的。从模型级试验结果可知，5#叶轮受回流器的影响，在大流量和小流量区都会出现低频压力脉动，因此，该叶轮是压缩机转子产生次同步振动的原因之一。最终，通过更改5#叶轮回流器叶片的预旋，成功降低了转子的振动幅值，确保机组顺利出厂。

面向变精度仿真数据建模分析的多任务学习方法比较研究/ 吴 锴 王晓放 边 超 刘海涛

摘 要：多任务学习（Multi-task Learning，MTL）是利用多个目标任务之间的关联性，实现跨任务知识迁移和共享，从而提高预测精度的一种数据驱动的机器学习范式。基于数值仿真器工程设计问题中经常存在多精度建模分析场景，即采用不同精度的数值仿真器获取数据进行建模。在上述场景中，仿真器的高/低计算精度可以被视为两种目标任务，同时，由于高/低精度数据针对的是同一个研究对象，彼此具有很强的相关性。其中的关键是如何从便宜、丰富的低精度数据中迁移出共享知识以提高基于昂贵、稀少的高精度数据的学习模型的预测质量。本文重点研究基于高斯过程（Gaussian Process,GP）或Kriging模型的多任务统计学习方法及其在高/低精度仿真建模分析方面的应用。首先，本文在典型多精度数值算例上对比分析了单任务Kriging模型，以及三种多任务（精度）模型CoKriging、MTGP（Multi-task Gaussian Process）和SDK（Simple Discrepancy Framework by Kriging，SDK）的特点及预测能力。最后，本文基于多精度仿真数据使用Kriging模型、MTGP模型和CoKriging模型预测RAE2822翼型的空气动力系数。结果表明：将多任务学习应用于多精度工程建模分析可以提高预测的准确度，进而提高产品的设计效率。