计算传热学理论方法,研究叶顶间隙流场的复杂涡系与波系结构,揭示叶顶间隙的泄漏机理,提出新的抑制叶顶间隙泄漏的密封方法;同时研究可调导叶的尾涡结构与叶轮内的分离涡结构之间的相互干涉机制,通过改变导叶形状、数目和角度,实现对流场的有效调控。Р高马赫数叶轮机械流动图谱的获取。由于受到测量手段的限制,动叶内部流场细节主要依靠数值模拟的方法获得。目前旋转叶轮机械内部流动的速度一般处于跨音范围,进行数值模拟所需要的若干经验性修正系数是否适用于马赫数2.0的流动条件,还需要进行细致的对比考察。在这方面,拟通过对大量试验结果的分析,对这些经验性参数进行适当的修正。通过分析对转冲压发动机的复杂激波波系流场,寻找高马赫数下对转冲压叶轮的流动组织模式,提出对转冲压压气机和对转涡轮的设计方法。Р中温变温热源驱动的热声动力转换机理:传统分布式冷热电联供技术存在不能有效利用300-500℃温区动力余热的缺陷,本课题采用热声发电方式来高效地利用这一温区的动力余热,可以使分布式供能系统的效率得到进一步提高。对于适合分布式供能功率范围的大振幅回热器、热声换热器的非线性传热和能量输运规律,本课题拟首先从声学的途径反演线性区域的工作规律,然后采用大功率的压力波发生器驱动进行非线性区试验,结合计算流体动力学的途径揭示其非线性工作特性。对于大功率热声发动机的研究,非均匀流场、温度场的分布将导致大尺度回热器、热缓冲管内的热声声流和不稳定现象,本课题拟基于相似准则理论,从计算流体动力学的手段研究相关的效应和工作机制。如何高效利用变温热源的热声流程是当前热声研究的新问题,我们将以加热器/回热器耦合一体化构造热声转换单元,结合实现高效行波声场的研究思路,建立变温热源驱动的新型热声发动机,实验上通过调节变温热源及发电机电负载的手段开展其变工况运行规律和工作特性的研究。同时,将建立整机系统的数值模拟及优化程序,形成计算软件包。
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