导读:本文包含了不稳定流动论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:不稳定,压力,轮缘,粘弹性,航空,超临界,水轮机。
不稳定流动论文文献综述
赵睿杰,苗衡,张德胜,黄俊,高雄发[1]（2019）在《ALIP电磁泵叁维瞬态特性与不稳定流动机理》一文中研究指出采用基于有限元法的COMSOL软件,建立ALIP电磁泵叁维瞬态磁流耦合模型.通过整体式外定子ALIP电磁泵模型的模拟结果与前人试验数据的对比,验证模型的正确性.在此基础上,建立分离式外定子ALIP电磁泵模型,观察到类开尔文-亥姆霍兹不稳定性现象的演化过程.周向面(φ-z)上逆向流和涡总是出现在2个定子间空气对应的流道区域,后期在空气对应的涡流区域后方出现类似波浪的流体摆动;子午面(r-z)上不稳定流动最先在外管壁处出现.最后,从力平衡角度分析类开尔文-亥姆霍兹不稳定性现象的形成机理.研究表明,分离式定子结构使磁场和洛伦兹力在周向和径向上分布不均,进而影响流场分布,最终导致不稳定流动.(本文来源于《排灌机械工程学报》期刊2019年10期）
胡平,杨锐,竺晓程,杜朝辉[2]（2019）在《小流量工况汽轮机末级流动不稳定数值研究》一文中研究指出针对汽轮机低压末级在小负荷工况下出现的流动不稳定现象,进行了非定常数值模拟研究和分析。对末叁级叶片耦合排气缸进行建模,其中末级采用整圈形式,对17%设计质量流量工况进行非定常计算,小流量工况下汽轮机末级表现出类似于压气机旋转失速的现象,对流场监控数据进行周向模态分解及相关分析,确定了扰动的数目为30个,其周向传播速度约为转子转速的56%。最后,结合内部流动特征对非稳定现象的形成机理进行了探讨,小流量下由于径向流动阻塞了通道,并在叶顶间隙射流的作用下形成了通道内的周期性高压区,而前缘溢流和叶顶间隙射流耦合作用促成了叶顶进口附近周期性低压区的形成。(本文来源于《热能动力工程》期刊2019年10期）
Binama,Maxime[3]（2019）在《水泵水轮机在非设计工况下流动不稳定特性的研究》一文中研究指出能源无疑是当今各个国家经济和社会发展的关键因素。电力作为众多能源形式之一,是发展中国家在各领域争取自给自足的关键点。基于农村地区的经济优势,电力供应机构最近提出一种使用泵作透平(PAT)作为远程离网电气化微型水电站(MHP)方案。泵作透平相当于在相反的旋转方向进行工作的以用于发电的目的普通液压泵。尽管在农村小型水电站中使用泵作透平带来了许多好处,但目前也发现了许多问题,这主要是因为它们流量无法控制,同时缺少有关涡轮机运行特性的数据有关,从而使它们易受流动不稳定的影响而且工作区间较小。众所周知,泵作透平只能在0.8 BEP到1.0 BEP的工作区间内运行,一旦脱离这个非常小的工作区间,机器内部流道会产生严重的漩涡,导致相应的局部高压脉动和结构振动。这些现象最终可能影响整个机组的工作效率甚至导致结构损坏,如叶片破损。此外,小型水电站大部分安装在流动不稳定的山区小河流上,这使得它们处于不可预测的流动条件下,而且PAT的流入条件还与季节性降水有关。因此,满足条件的可用流量大部分时间段内处于空载状态下,这导致机器长期的运行不稳定。尽管上述问题的科学机理尚不清楚,但不同的研究者已经尝试了不同的PAT性能预测方法,并提出了相应的理论方法。然而,通过这些方法呈现的预测精度还不足以准确地预测不同设计涡轮机模式的性能特征,不同的测试方法最大误差范围为±20%。这使得这些方法的预测不是十分可信,只有在伴随实验测试结果时才具有可行性。这个问题虽然对整个小型水电安装过程产生了负面影响,尤其是对于选择适合的地理位置和水力特性,但其仍然具有重大价值。不过,这只是一个工程实际问题,任何液压机械的外部性能特征本质上都是机器流道内流动动力学演变的结果。因此在任何运行条件下,所监测的机器运行参数如果存在任何异常,则可以确定在机器内部的流动最终演变方面肯定存在相关的特殊特征。也就是说,只有深入了解更宽的运行参数范围内,泵作透平内的流体动力学和影响参数,才能找到解决流体机械内不同技术问题的解决方案。目前为止,关于PAT流动结构演化特征的研究数量非常少,基于此并从长远来看,本研究可以有助于解决上述PAT的运行问题,尤其是小范围内的最优工况。迄今为止,全球可再生能源的推广使得抽水蓄能电站已被广泛采用,并且主要用于保证发电机组中的能源供应稳定性。其中具有流量控制系统的PAT,即可逆式水轮机(RPT),与其他正式使用的机组设备相比具有许多优点。目前已经取代了以前使用单独的泵和涡轮机来分别泵送水和发电的布置,从而提高了工厂的经济性。抽水蓄能电站通常安装在两个蓄水池之间,在高需求时段(大部分是白天),水从高蓄水池释放到低蓄水池用于发电,并在低需求时间内泵送回高蓄水池进行储能(大多是晚上的时间)。这些设备通常在非设计条件下运行,并由于电网不断变化的电力需求使其在泵送和发电模式之间频繁切换。在保证电网稳定运行的前提下,抽水蓄能电站大多需要提供电力,导致其在非设计运行条件和相关的流动中呈现不稳定性。例如,由于各种可能的原因,其它的可再生能源--风能和太阳能减少了发电量,导致电网能源需求和供应之间的不匹配,从而需要抽水蓄能电站的干预以弥补当前的电力不稳定性。这种补充能量的操作我们通常称为“峰值循环”。根据水泵水轮机的比转速,在固定导叶开度下的流量—转速以及扭矩-转速特性曲线都是“S形”。在这种情况下,其可能在飞逸转速和更高转速下变得非常不稳定,结构振动显着增加,使得其与电网实现安全的机器同步变得更加困难。迄今为止已经进行了多种不同的研究,主要目的是彻底了解这些不稳定背后的流动力学。然而,尽管在解决问题上采用了不同的办法,但当涉及抽水蓄能水电站内的RPT操作时,流动不稳定仍然是最常遇到的危险问题之一。严重的情况下它们可能在会导致某些RPT部件破损,,当振动频率接近工厂的固有频率时甚至会导致整个工厂的破坏。本文试图在上述两种机器(PAT和RPT)中找到上述问题的长期解决方案,旨在通过低扬程可逆泵水轮机和低水头泵作透平的缩小模型来探索流动动力学。对于PAT的研究,本文主要研究非设计工况下特定比转速的泵作透平的流动不稳定性起始和发展机制,尤其着重于PAT部分载荷流动条件(0.67QBEP)。对于RPT的研究,本文主要研究在不同的设计参数下从涡轮飞逸到涡轮制动的流动特性,包括不同的转轮叶片后缘位置,导叶开度角和转轮叶片数等。本文主要采用实验和数值模拟的研究方法。基于在中国哈尔滨电机研究所(HILEM)的试验台,本文测量了静止和旋转条件下流量和压力,用于验证后期数值模拟的准确性。数值模拟完成了水泵水轮机模型的完整流道的非稳态不可压缩湍流的研究,其中PAT模型采用k-ε湍流模型进行计算,而RPT模型采用剪切应力传输(SST)模型进行计算。针对特定计算选择的特定湍流模型以提高计算能力和适应性。对于所有模拟案例,几何模型都是通过CAD软件,NXUnigraphics和CFTurbo构建的;而相关的计算网格是通过Ansys ICEM和Ansys Turbogrid创建的。为了快速求解收敛,首先进行稳态模拟,并将其结果作为瞬态流动模拟的初始条件。从可用的实验结果中选择质量流速(Q)和静压(P)分别作为相应的入口和出口边界条件,所以壁面均考虑壁面函数。然而,对于PAT情况,入口和出口边界条件的位置是相反的。基于所研究的模型由旋转部分和静止部分组成的事实,它们之间的连接采用不同的交界面连接。所谓的“阶段混合”和“冻结转子”类型分别用于流道入口和出口区域用于稳态模拟,而“瞬态转子-定子”类型用于瞬态模拟。另一方面,在固定组件之间采用通用网格接口(GGI)类型。对于所有被研究的工况,根据情况模拟7到11个转轮,其中每个时间步长在1°(RPT)和2°(PAT)转轮旋转之间变化,使得一个完整的转轮旋转值为360和180时间步骤。对于详细的压力脉动特性分析,许多压力监测点已经定位在所研究模型的整个流动通道内的关键位置。通过将机器外部性能特征的数值模拟值与实验结果进行比较,对各个模型中使用的数值方案进行了准确性验证;在全局范围内,两者之间存在显着的一致性。针对叁种不同的叶片后缘位置——15mm,20mm和25mm进行PAT流量分析,结果表明PAT流动结构成为潜在的计算压力脉动的参数。类似的,通过对叶轮叶片设计修改导致不同的流动发展,这又导致不同的压力脉动特性。对于叁个研究的Rh值(15mm,220mm和25mm),在整个PAT流场内的不同监测点处,发现压力脉动主频率通常是叶轮旋转频率及其倍数,然而还发现低频分量与局部流动不稳定性相关。因此,转子-定子的相互作用(RSI)成为影响PAT压力脉动特性的主要因素,其中叶片通过频率(BPF)是叁个PAT组件(蜗壳,叶轮和出口管道)内的主要频率。在所研究的叁个PAT模型中,叶片后缘轮毂距离为20mm(Rh20)的模型的压力脉动最高,而Rh:15mm的模型的压力脉动最低。因此,压力脉动随着叶片后缘位置的变化并无明显规律。对于另一侧的RPT流量分析结果表明,在不同的导叶开口(17mm,21mm和25mm)和不同的转轮叶片数量(8,9和10叶片)下进行各种非设计流量条件的测试结果发现,随着机器流动条件从涡轮机操作区逐渐变化,叶片吸附侧附着的涡流首先出现在转子叶片间通道内。随着流量的不断减少,后者首先减弱并转移到叶片压力侧,而回流则出现在流道入口区域的轮毂侧。在失速的附近区域和涡轮制动区域,叶片间通道涡流变得严重,以涡流连续存在的方式完全阻塞了一些流道,这表明存在旋转失速的现象,而流道入口处涡流将其位置从轮毂扩展到中跨区域。此外,发现RPT中的流动对导叶开度和转轮叶片数量变化都非常敏感。从结果中可以看出,随着导叶开口逐渐增加,转子叶片间通道流动涡流趋于减弱,而无叶片空间流动不稳定性相应恶化。进一步增加转轮叶片数量,也发现了相同的现象。同样的,随着流量的不断减少,RPT压力脉动幅值从涡轮机高流量条件向BEP减小,从它们增加到在失速区和操作点处达到峰值,最终减少到涡轮制动操作条件。在从螺旋壳进口到导流管出口的RPT全流道上,最高的压力脉动出现在流道和导叶之间的无叶空间。这些压力源来自于同一区域内的RSI和与工况有关的流动不稳定性。然而,除了与无叶片空间流动不稳定性相关的低频分量之外,RSI导致的压力脉动主导频率分量,即BPF及其谐波(2BPF和3BPF),在上游流动时直接衰减到非常低的振幅值。此外,流道上游区域中的低频压力脉动分量与尾水管流动不稳定密切相关,因为它们通常是尾水管压力脉动主导频率的倍数(0.19fn)。研究发现,RPT全流动区域内压力脉动幅度随着导叶开度而增加,而转轮叶片数量的增加与RPT压力脉动特性之间没有规律关系。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
高杰,曹福堃,褚召丰,岳国强,郑群[4]（2019）在《旋转诱导轮缘密封不稳定流动特性及结构优化》一文中研究指出针对无主流非均匀压力场影响下旋转诱导轮缘密封非定常流动问题,采用经旋转封闭腔试验验证的大涡模拟方法,研究了封闭轮缘密封腔内流动的不稳定性,在此基础上针对典型轴向与径向密封和实际发动机中可见的斜向密封等3种结构进行非定常雷诺平均数值计算,研究了典型轮缘密封结构下密封区域瞬时流场特性,并采用快速傅里叶变换与互相关分析方法揭示了轮缘密封区域大尺度涡结构的动力学特性,最后给出了不同轮缘密封结构的旋转诱导封严特性及密封结构优化的启示.研究结果表明:旋转诱导轮缘密封流具有固有不稳定特性,在轮缘间隙区域产生了一系列大尺度涡结构,它们沿周向以低于转子的速度传播,旋涡频率、转速与个数取决于轮缘密封类型,总体上旋转诱导斜向密封的封严效率优于轴向与径向密封.(本文来源于《中国科学:技术科学》期刊2019年07期）
王彦红,李素芬,赵星海[5]（2019）在《碳氢燃料热声不稳定流动特性和边界实验分析》一文中研究指出为保障空-油换热器安全稳定运行,对竖直上升圆管内超临界压力航空燃料的热声不稳定流动进行了实验研究。阐述了管壁温度的振荡特征和热声不稳定流动的诱发原因。考察了运行参数对流动稳定工况和流动不稳定工况界限的影响。取相邻流动稳定工况和流动不稳定工况的热流密度平均值作为边界,分析了该边界随进口拟过冷度的变化情况。通过临界拟相变数和拟过冷度数的比值表征,建立了热声不稳定流动边界与进口雷诺数和相对压力关联的预测准则。结果表明:拟沸腾效应导致了热声不稳定流动现象。进口温度和运行压力越低,热声不稳定流动越容易出现。提出的边界预测准则具有较高的精度,与实验结果的相对偏差在±15%以内。(本文来源于《推进技术》期刊2019年08期）
伍儒康,吴必军,王文胜[6]（2019）在《稳定流和不稳定流中Wells透平的流动特性》一文中研究指出为了研究不稳定流对Wells透平内部流动的影响,本文通过实验、数值计算方法研究了NACA翼型和优化翼型Wells透平在稳定流、不稳定流中的流动特性。实验结果表明:不同流动中,优化翼型都提高了透平的最高转换效率,拓宽了正常运行流量系数范围;不稳定气流中,Wells透平的平均输出力矩高于同样进口速度条件下的准稳态分析结果,不稳流中的输出扭矩能够达到准稳态分析结果的1. 23～1. 26倍。不稳定流对优化翼型输出扭矩的提升效果低于NACA翼型。(本文来源于《哈尔滨工程大学学报》期刊2019年07期）
王彦红,李素芬,赵星海[7]（2018）在《超临界压力航空煤油不稳定流动实验》一文中研究指出对竖直上升圆管内超临界压力航空煤油的不稳定流动开展了实验研究。考察了管内壁温度、质量流量、出口温度、进出口压差等参数随时间的振荡情况,阐述了不稳定流动的诱发原因和反馈机制,建立了不稳定流动临界热负荷的预测关系式。结果表明:不稳定流动工况中发现了管内壁温度和进出口压差的异常波动。边界层发展过程中传热恶化形成类气膜是不稳定流动的诱因,存在两种类型的反馈机制:一方面,类膜态沸腾和类核态沸腾交替引发恶化换热和强化换热,导致热力不稳定;另一方面,压力扰动出现声波,压缩波使类气膜厚度减小且传热改善,膨胀波使类气膜厚度增大且传热变差,导致声波不稳定。两种反馈机制的综合作用形成热声振荡现象。(本文来源于《航空动力学报》期刊2018年12期）
杜政瑀,佟立丽,曹学武,王小吉,侯丽强[8]（2019）在《重力注水过程流动不稳定现象关键影响因素研究》一文中研究指出重力驱动注水过程中由于流量较小以及蒸汽的积聚可能导致流动不稳定现象的发生,对核反应堆安全运行具有重要的影响。通过实验研究的方法,搭建了重力注水模拟实验装置,研究了不同蒸汽出口形阻、高位储水箱水位和加热棒初始温度下流动不稳定现象的变化规律。结果表明,重力驱动注水过程流动不稳定现象包含冷却水初次注入阶段、注入水逐出阶段和冷却水再注入阶段等。在一定冷却水初始温度、冷却水入口形阻以及系统压力下,蒸汽排出速度以及实验本体内筒顶部的聚集情况取决于蒸汽出口形阻,减小蒸汽出口形阻可加快蒸汽排放速度,压力峰峰值降低、振荡周期变长,有利于系统稳定;提高高位储水箱水位加快了冷却水注入速率,增加了加热棒被淹没率,降低了流动不稳定现象的发生次数和持续时间;随加热棒初始温度的升高,冷却水流量出现了波动向停滞的转变,流动不稳定现象发生的次数增加且持续时间加长。(本文来源于《原子能科学技术》期刊2019年01期）
王强,高璞珍,谭思超,王忠乙,陈先兵[9]（2019）在《自然循环流动不稳定条件下的传热特性实验研究》一文中研究指出为探究流动不稳定性机理,在低压自然循环系统中开展了一系列相关实验,分析了不同流量振荡模式下自然循环的沸腾传热机制及局部传热特性。实验表明:中、低热流密度下出现的较规则的周期性振荡由加热段内流动沸腾诱发,壁面过热度不会随流量振荡而大幅度变化;高热流密度下自然循环系统出现的周期性不规则振荡现象中,流动沸腾类型间的相互转变不是流量波动的唯一原因。大幅度的流量脉动可能在高热流密度下导致沸腾临界的发生,出口壁面出现间歇性干涸,局部传热系数下降的同时伴随壁温的短暂飞跃。随着热流密度的提高,自然循环系统可能出现持续性干涸。(本文来源于《原子能科学技术》期刊2019年04期）
黎永耀[10]（2018）在《粘弹性流体微通道内弹性不稳定流动及其强化混合应用研究》一文中研究指出粘弹性流体是一种典型的非牛顿流体,相较于普通牛顿流体,除了粘性外,其独特地具备弹性效应。这种弹性作用使其具有如非零正应力差、额外的弹性非线性作用等特性。其中,弹性非线性作用在微尺度流动中更加显着并可能诱发弹性不稳定流动。粘弹性流体多孔介质孔隙通道内的流动是典型的微尺度流动,这种流动广泛地存在于自然界以及工业生产中,如采油工程、生物工程和化工过滤等。粘弹性流体在多孔介质孔隙通道中可发生不稳定流动。前人采用理论、实验和数值模拟方法对这种流动进行过研究,但受限于实验方法和计算模拟手段,对其不稳定流动特性和机理的研究并不完善深入。同时,利用这种不稳定流动,可以设计简单的微通道实现流动高效混合,其在生物检测、化工合成、量子点生产等方面具有很好的应用潜力。因此,本文将对粘弹性流体二维均质多孔介质内流动开展数值模拟研究,基于其不稳定流动的认识设计一种简单的微通道芯片,实现混合强化,并对其流动混合开展可视化实验和数值模拟研究,探讨粘弹性流体微通道内不稳定流动及其混合强化机理。首先,本文基于Open Foam建立了微通道内粘弹性流体流动及混合数值模拟方法,对二维均质多孔介质孔隙通道内粘弹性流体流动进行直接数值模拟,并分别从瞬态和统计流动特性以及聚合物大分子产生的弹性应力对流动现象影响进行分析,结果发现,粘弹性流体随着韦森贝格数Wi的增大,其流态由层流转变成不稳定流动,并且该不稳定流动由弹性主导,弹性作用于流动中使得粘弹性流体在孔隙微通道内出现与惯性不稳定流动不同的行为。其次,本文基于粘弹性流体在二维均质多孔介质模型内弹性不稳定流动的现象,设计了一种简单的微通道,实现微通道内流动混合强化。同时,结合荧光显微镜和高速相机建立了微通道内流动混合可视化实验系统,并基于该系统对设计的微通道进行流动混合可视化实验。结果表明相较于牛顿流体,粘弹性流体在低Re数下可产生不稳定流动,其混合效率较牛顿流体有显着的增长,最大可达86%。最后,为进一步理解这种不稳定流动及混合强化机理,对该通道内流体流动混合过程进行数值模拟研究。计算结果与实验非常吻合,结果表明,粘弹性流体在微通道内产生了不稳定流动,强烈的对流作用促使流体在流动中混合,实现混合强化,并从能量输运角度对弹性不稳定流动进行机理探究。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
不稳定流动论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
针对汽轮机低压末级在小负荷工况下出现的流动不稳定现象,进行了非定常数值模拟研究和分析。对末叁级叶片耦合排气缸进行建模,其中末级采用整圈形式,对17%设计质量流量工况进行非定常计算,小流量工况下汽轮机末级表现出类似于压气机旋转失速的现象,对流场监控数据进行周向模态分解及相关分析,确定了扰动的数目为30个,其周向传播速度约为转子转速的56%。最后,结合内部流动特征对非稳定现象的形成机理进行了探讨,小流量下由于径向流动阻塞了通道,并在叶顶间隙射流的作用下形成了通道内的周期性高压区,而前缘溢流和叶顶间隙射流耦合作用促成了叶顶进口附近周期性低压区的形成。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
不稳定流动论文参考文献
[1].赵睿杰,苗衡,张德胜,黄俊,高雄发.ALIP电磁泵叁维瞬态特性与不稳定流动机理[J].排灌机械工程学报.2019
[2].胡平,杨锐,竺晓程,杜朝辉.小流量工况汽轮机末级流动不稳定数值研究[J].热能动力工程.2019
[3].Binama,Maxime.水泵水轮机在非设计工况下流动不稳定特性的研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[4].高杰,曹福堃,褚召丰,岳国强,郑群.旋转诱导轮缘密封不稳定流动特性及结构优化[J].中国科学:技术科学.2019
[5].王彦红,李素芬,赵星海.碳氢燃料热声不稳定流动特性和边界实验分析[J].推进技术.2019
[6].伍儒康,吴必军,王文胜.稳定流和不稳定流中Wells透平的流动特性[J].哈尔滨工程大学学报.2019
[7].王彦红,李素芬,赵星海.超临界压力航空煤油不稳定流动实验[J].航空动力学报.2018
[8].杜政瑀,佟立丽,曹学武,王小吉,侯丽强.重力注水过程流动不稳定现象关键影响因素研究[J].原子能科学技术.2019
[9].王强,高璞珍,谭思超,王忠乙,陈先兵.自然循环流动不稳定条件下的传热特性实验研究[J].原子能科学技术.2019
[10].黎永耀.粘弹性流体微通道内弹性不稳定流动及其强化混合应用研究[D].哈尔滨工业大学.2018
论文知识图
![典型多弯回路工质流向[127]](/uploads/article/2020/01/04/fdca76c1d4de88468d80a57f.jpg)
