一、处于部分进汽时动叶片排内非定常流动现象的数值研究（论文文献综述）
徐美超[1]（2021）在《小容积流量下汽轮机末级叶片动力特性研究》文中研究说明随着我国新能源发电的迅猛发展,新能源消纳与并网成为难题。为了进一步消纳风能太阳能等可再生能源发电,减少弃风弃光率,火电机组将长期承担深度调峰任务。当汽轮机组工作在低负荷工况下,由于进汽质量流量的减少,汽轮机的最末级会出现蒸汽的体积小于通流结构的几何体积,蒸汽无法充满流道并在流道中形成涡系的工况,称为小容积流量工况。涡系使流场环境变得复杂,导致叶片承受较高的作用力,容易发生断裂事故。小容积流量下汽轮机末级叶片的安全运行是汽轮机深度调峰的关键问题之一,对其动力特性的研究具有重要意义。首先,考虑蒸汽在汽轮机末级为湿蒸汽两相流,采用欧拉-欧拉法对小容积流量下汽轮机末级的三维非平衡凝结流动进行了数值模拟,得到末级流场存在由回流涡、分离涡、动静间隙涡组成的涡系。流量减小过程中,在动叶压力面首先出现由负攻角形成的分离涡,分离涡首先形成的位置是40%相对叶高而不是叶顶。而后在动叶根部出现逆压区,形成回流涡。最后在静叶出口顶端形成动静间隙涡,流场中动静间隙涡处的温度最高。低于10%THA工况下,由于蒸汽在静叶和动叶中沿叶高方向的流动具有膨胀-压缩,压缩-压缩,压缩-膨胀的特点,导致无量纲参数反动度已无法反映级内蒸汽的膨胀特性。通过对速度三角形的分析,得到5%THA工况下,动静间隙涡的速度大于叶顶的圆周线速度。根据对流场的计算得到小容积流量下的排汽温度,对排汽温度超温的工况进行排汽通道喷水减温数值模拟,并研究了喷水减温对末级流场的影响。采用欧拉-拉格朗日质子追踪法对排汽通道内喷水减温的传热传质特性进行了数值计算。低压通道的流场具有蒸汽与减温水温差小、蒸汽流动速度快的特点,导致减温水的蒸发量极小。不同工况下的喷水量与进口蒸汽质量流量呈负相关关系。喷水减温对末级流场有一定的影响,低压缸喷水减温使末级动叶的压力系数增加,使叶片最高温度降低3-9℃。喷水对动静间隙涡和分离涡的影响不明显,但增加了回流涡的高度和流速。同时,喷水使动叶压比增大,导致动叶消耗的轴功降低。其次,采用流固耦合方法结合循环对称分析和弹塑性分析对小容积流量下末级动叶的强度进行了研究。叶片最大变形量位于叶片前缘80%相对叶高处。入口蒸汽流量减少,最大变形量与最大等效应力均增加。20%-5%THA工况下,喷水减温使最大变形量减小0.47%-7.08%,使吸力面上的最大等效应力减小1.77%-2.94%,使压力面上的最大等效应力减小1.13%-2.65%。以不同工况下叶片的等效应力分布为预应力计算了末级动叶片的固有频率和振型,分析了叶片的前6阶振型和0-3节径的轮盘振型以及不同工况对叶片固有频率的影响。此外喷水减温使叶片的固有频率增加。最后,由于流场涡流的存在使汽轮机末级叶片工作在非定常汽流力和局部高温的条件下,采用双向流固耦合的方法计算汽轮机末级叶片的三维瞬态流场、弹塑性应变场和应力场,并估算不同容积流量工况下末级动叶片的疲劳寿命。在90%相对叶高处,存在动静间隙涡自激的非定常激励。根据叶片表面最大等效应力分布确定了叶片的三个危险点,分别位于压力面叶顶（DP1）、吸力面90%相对叶高处（DP2）和压力面叶根尾缘（DP3）。随着容积流量的减少,危险点的等效应力增加,应变范围增加,寿命减少。10%-5%THA工况下,DP2的应变-寿命最短。DP2的应变振动频率与蒸汽压力的振动频率相一致,证明在疲劳寿命计算中考虑非定常汽流力是必要的。喷水减温使叶片的应变-寿命有所增加。本文为末级叶片在小容积流量下的安全运行提供了理论指导。
王加兴[2]（2021）在《小流量工况下汽轮机末级叶片安全性分析》文中认为随着我国新能源产业的发展进步,越来越多的新能源发电投入到了社会生产及使用中。在此过程中,火力发电厂需要进行灵活调整来消纳新能源发电。在此需求下,大量火电机组将长期在小流量工况下运行,这时汽轮机低压缸末级也将长期处于小流量工况,末级流场环境会变得非常恶劣,并出现脱流、倒流、鼓风超温、湿蒸汽凝结和结构失稳等问题。这些问题会影响末级叶片的结构稳定性和使用寿命,导致叶片在小流量工况下的安全性受到严重影响。因此有必要通过研究上述影响因素的变化规律来分析小流量工况下汽轮机低压缸末级叶片的安全性。为了全面分析小流量工况下汽轮机末级叶片的安全性,本文以某电厂中300MW机组汽轮机低压缸末级叶片为研究对象。建立了末级三维模型,通过数值计算的方法对末级流场流动特性、湿蒸汽凝结特性和叶片结构动力特性进行了研究,分析了其对末级叶片结构稳定性及运行寿命的影响。主要研究内容如下:（1）结合小流量工况下末级流场的实际情况,考虑了叶片实际运行于湿蒸汽区,本文采用了两相流动模型、经修正的均质成核模型和液滴生长模型相结合的形式,对小流量工况下末级流场及湿蒸汽的凝结特性进行了研究。通过定常与非定常两种方法全面的分析了末级流场在小流量工况下的汽动特性及凝结特性。结果表明,小流量工况下末级流道内会出现很强的三维流动状态,并且随着流量的减小脱流逐渐增强,极限流线出现了多处明显的分离区,做功能力下降并发生了鼓风超温和湿蒸汽凝结现象。工况为5%THA时,动叶区域脱流现象已变得非常严重,其范围在30%叶高至97%叶高之间。动叶片进口顶部的绝对汽流角及相对汽流角分别达到了-25度和-170度。各工况下成核率沿叶高的分布趋势基本一致,成核率最大值的位置主要在70%至80%叶高之间,且最大值达到了1.8。并且湿蒸汽凝结后的液滴群会随时间的变化不断运动,还会与叶片表面发生接触及碰撞。长时间运行时,会对叶片安全性产生严重影响。（2）对末级叶片进行了结构侧建模,通过流固耦合方法和模态分析方法对末级叶片进行了结构动力学分析,研究了小流量工况下末级叶片的结构稳定性。分析了小流量工况下叶片结构所受的应力、应变、频率、振型等变化规律。结果表明,小流量工况下末级叶片的等效应力沿着叶根至叶顶逐渐减小,并且随着工况的减小最大等效应力逐渐增加。其中等效应力较大的区域主要位于叶根尾缘0至20%叶高区间,集中在进汽边和出汽边。3%THA时,末级叶片最大等效应力急剧增加,且最大达到了571.85MPa。而应变分布较为均匀,从叶根至叶顶逐渐增加,此时最大应变为3%THA工况时的1.9643mm,位于叶顶靠近围带与叶片相连的位置。当工况小于8%THA时,叶片所受应力将超出材料屈服极限,所以可将8%THA工况作为最小安全流量,当工况大于8%THA时,叶片结构所受应力小于材料屈服极限,满足末级叶片的运行安全要求。由于叶片所受汽流力为高频激振力,其频率远高于叶片固有频率,因此小流量下,汽轮机末级叶片不会发生共振。（3）结合小流量工况下汽轮机末级叶片所处的流场的流动特性、凝结特性及结构动力特性,通过名义应力法和应力应变法则对末级叶片的运行寿命进行预测。结果表明,小流量工况下随着流量的不断减小,末级叶片的运行寿命逐渐降低。当工况为30%THA时,叶片寿命为2.142×109小时,当工况减小到5%THA时,叶片寿命为1493.45小时。并且当运行工况在8%THA以上时,满足机组在消纳新能源或供热最长运行期内的安全运行要求。
孙旺,朱奇,陈榴,杨爱玲[3]（2020）在《工业汽轮机调节级部分进汽的瞬态研究》文中研究说明采用计算流体力学方法研究某给水泵汽轮机调节级在低压喷嘴单独进汽和高低压喷嘴同时进汽两种工况下的三维非定常流动特性,以及动叶因周向不均匀来流而所受到的激振力变化。结果表明:当喷嘴组给定不同进汽参数工质时会造成调节级动叶入口参数周向不均匀,从而影响动叶做功;动叶离开高压区进入低压区前,动叶做功能力最大;动叶离开低压区进入高压区前动叶做负功;叶片上受到的气流激振力主要脉动频率为1倍轴频及其高阶谐频,叶轮转子受到的气流激振力主要脉动频率为1倍叶片通过频率,其受力大小与入口工质初参数有关。
马建伟[4]（2020）在《超低负荷多级湿蒸汽透平非定常气动特性的数值研究》文中进行了进一步梳理现有的多样化发电方式需要汽轮机机组灵活运行,这导致低压缸长期运行在低负荷工况,流场结构呈现非常复杂的三维流动,尤其是末级长叶片叶栅内的流动,会产生脱流、回流等现象,甚至进入鼓风状态运行,使得机组的经济性及安全性降低,因此研究低压缸小流量工况运行具有重要的工程意义。针对上述问题,本文以哈尔滨汽轮机厂有限责任公司提供的某典型汽轮机的几何参数,建立了低压缸多级叶栅分析计算模型,采用商业软件ANSYS-CFX进行数值计算,研究了极小流量工况条件下低压缸内部的流场结构,以及末级长叶片非定常气动与振动特性,为超临界和超超临界供热机组在深度调峰领域的发展奠定坚实的理论基础。首先对六级透平简化求解模型进定常计算,通过分析子午流场、S1流面流场、末级动叶表面流动情况、温度场分布和湿度分布等,考察了不同流量工况下低压缸湿蒸汽流动情况。结果表明,汽轮机低压缸在进入鼓风工况前的流动状态相对较好,当运行在极小流量工况下时,流场结构极其复杂,尤其是最末级叶栅内部的流动,相继出现了回流涡、分离涡、动静间隙涡。这些涡结构相互作用使得末级动叶表面的压力分布进行重构,经零压区向完全负压区发展。然后以六级透平定常计算结果为初场,采用CFX中的叶轮机械非定常计算方法TBR-TT进行非定常数值模拟,研究了该方法在超低负荷工况下多级湿蒸汽透平中模拟内部流场的可行性,并在多个进口流量工况下进行非定常数值模拟,研究了末级长叶片的非定常气动特性以及相应的流场旋涡结构作用机制。结果表明,该方法基于k-e湍流模型进行计算时,即使在小流量工况下,也能较快较好地收敛。汽轮机低压缸末级动叶所受的非定常流体激振力随着进口质量流量的减小出现先减小后增加的变化趋势,在小于2.83kg/s时出现了突增现象。研究发现,非定常激振力的这种变化规律主要受到末级动叶顶部区域非稳态流场结构的影响。最后,采用传统的非定常计算方法,基于SST湍流模型在建模通道数比为3:5:3:4的低压缸末两级简化计算模型中进行瞬态模拟。结果表明,在极小流量工况下,末级动叶表面静压监测信号中不仅包含末级静叶通过频率及其倍频,还在低频区域产生了不同幅值的尖峰和尖峰群。旋涡识别分析发现,叶根和叶中区域旋涡结构较为稳定,而叶尖区域由于间隙涡等因素在周向表现出明显的不均匀性,在鼓风工况点末级动叶叶顶区域出现沿周向传播的旋转不稳定现象。
刘嘉豪[5]（2020）在《压缩空气储能系统膨胀机调节级配气特性数值研究》文中认为随着可再生能源广泛利用和电网削峰填谷调节的迫切需求,大规模储能技术在近些年得到不断发展。在众多储能方式中,压缩空气储能被认为是最具发展潜力的大规模储能技术之一。中国科学院工程热物理研究所自主设计研发了先进压缩空气储能系统,有效解决了传统压缩空气储能系统存在的燃烧化石燃料、依赖天然洞穴、系统效率较低等缺点。在此基础上建成了国际首套MW级压缩空气储能示范系统,有力推动了压缩空气储能技术的发展。作为将高压空气内能转化成机械能,驱动发电机发电的主要设备,膨胀机是压缩空气储能系统中的核心部件之一,其效率直接影响压缩空气储能系统的做功能力。一方面,作为电力输运过程中的储能设备,压缩空气储能系统有变工况运行的需求,另一方面,储气装置与膨胀机入口长期存在压差。因此需要对膨胀机进行合理有效的配气调节以匹配膨胀机入口压力以及实现变工况调节。目前采用的常规配气方式为节流配气,但该方式将流入膨胀机的全部气体节流降压,造成大量能量损失。针对以上问题,本文首次将喷嘴配气方法引入压缩空气储能向心式膨胀机中,以降低被节流气体的流量,进而减少节流能量损失。通过计算流体动力学（CFD）方法进行整机全周变工况数值计算与分析,主要研究内容如下:1.针对现有结构特点,建立喷嘴配气调节透平全三维数学模型。在网格无关性验证和数值方法验证的基础上,证明了采用所建立模型对本文的研究对象进行数值模拟的准确性和可行性。2.通过调整各喷嘴组进口工况参数,开展了喷嘴配气对调节级性能影响的研究。结果表明,喷嘴配气条件下,调节级流量可在额定流量的0.86至1.42倍之间变化,与调节级采用节流配气时全工况流量范围一致,满足调节需求;在额定流量下调节级在喷嘴配气方式下的平均比功比节流配气方式提高11.2%,总效率最大可提升9.4%。3.针对采用喷嘴配气膨胀机调节级结构特点,分析并揭示了喷嘴配气调节时膨胀机内部三维流场结构及损失机理。研究结果表明,在喷嘴配气条件下,对集气室分隔设计基本不影响集气室的气动性能;随着调节流道入口压力的降低,当系统中无全闭合流道时,调节流道对应的集气室总压损失系数升高,当系统中出现全闭合流道时,调节流道对应的集气室总压损失系数基本保持不变;调节流道入口压力的变化不影响邻近喷嘴导叶流道出口总压,随着调节流道入口总压的降低,动叶载荷曲线整体向下平移,动叶出口总压降低,静熵升高。本文通过以上研究,揭示了喷嘴配气方式对向心膨胀机性能影响的机理,为喷嘴配气向心膨胀机的设计、优化及系统运行控制提供了理论依据。
李振彦[6]（2020）在《某汽轮机末级长叶片非定常流动及振动特性研究》文中研究说明针对我国资源利用率低、人均资源量匮乏的不足,超超临界汽轮机、热电联合循环等大型发电机组因其绿色高效成为能源产业核心装备的主要发展趋势。但是大型发电机组的末级叶片通常超过一米,再加上国家对电厂调峰能力的要求不断提高,使得末级长叶片常常在湿蒸汽区承受着复杂的非线性流体激励,诱发叶片振动,影响运行安全。本文以某蒸汽轮机组末级为研究对象,基于计算流体动力学和计算结构动力学理论,对该机组在变负荷工况下的流体激励及振动响应、转子系统的气弹稳定性能与影响因素进行深入的研究。首先从长叶片固有振动特性出发,进行各负荷工况的流场计算,开展叶片在静止、额定转速和变负荷三种状态下的模态分析;随后从流场结果中提取气动载荷,探究长叶片在变负荷情况下的静态振动特性。研究发现在额定转速条件下,低阶模态固有频率远大于静止状态;叠加了气动载荷之后,固有频率总体变化程度较小,但是对扭转振型或者以扭转振型为主的频率影响相对较大。当承受离心气动复合载荷,其静态振动响应则可以近似看成离心位移与气动位移在轴向的叠加。然后通过双向流固耦合方法,分析非定常压力波动,总结叶片变形对流场的影响;同时探讨了非定常流体激励下长叶片的动态振动特性。研究发现叶片变形对流场参数影响最大的区域主要分布在叶片前缘。另外由于两种流量工况下叶片在轴向分别承受两个相反方向的激振力,使得后续叶片的响应在1.0 kg/s工况下顺流向振动;在0.1 kg/s工况下,叶片逆流向振动,而且该工况50%叶高的振动模式为一阶模态和二阶模态的复合振动,叶顶则为一阶模态振动。最后基于一阶弯曲模态的非定常计算,探讨了长叶片在变负荷条件以及变叶间相位角两种因素下的气动弹性稳定性;从气动功密度,气动功和积累功等角度阐述诱振机理。结果表明,在180°叶间相位角变负荷工况下,气动阻尼系数随着进口流量的降低也逐渐减小,而且发现进口参数对气动弹性的影响主要分布在70%至90%叶高吸力面;在1 kg/s变叶间相位角条件下,在叶间相角为90°时会出现颤振失稳现象,在-90°时,气弹稳定性最好;另外当叶片振动处于前行波模式下,气弹性能在不同叶间相位角下的主要区别存在吸力面;在后行波模式下,它们作用的区别则同时存在于吸力面和压力面。
周威[7]（2020）在《小流量条件下汽轮机长叶片涡流颤振的数值模拟研究》文中研究表明随着人民生活水平的提高,电网峰谷差越来越大,大型火电机组要经常承担深度调峰的任务,从而导致末级动叶片经常处在小容积流量的工况下,这对机组的效率和安全性造成了巨大的影响。为了研究末级动叶片处在小容积流量下流场的特性、叶片附近区域的气动性能,建立全三维的数值模拟方法,分析了蒸汽的脱流机理,对处在小容积流量下动叶片引起颤振进行了理论分析,分析结果对提高机组安全性具有重要的意义。物理建模软件为slidworks,网格划分的软件为ICEM,网格类型为非结构化网格,模拟分析软件为FLUENT,采用标准的k-ε湍流模型封闭的N-S方程组,以亚临界的600MW的汽轮机末级1000mm动叶片为研究对象进行理论分析和数值模拟。对动叶片进行三维的实体建模、网格生成,通过改变入口流量对汽轮机末级动叶片进行模拟分析,讨论了相对容积流量的改变下蒸汽在叶顶、叶根、叶身以及受力面、背压面通道内的流动情况,结果表明:通过级的相对容积流量减小到一半,叶片附近的流场整体开始出现紊乱的趋势;随着相对容积流量减小到40%,叶片底部的静压急剧身高,沿叶片表面的蒸汽流线已完全脱离,并在叶片顶部及叶身附近开始形成涡流团。对动叶片进行数值上及有限元模态自振频率的理论分析,给出了一种对叶片自振频率的计算过程,再以能量法为出发点,对叶片的振动特性以及非定常流动下的动应力等方面进行了分析。结果表明:汽轮机末级叶片在小容积流量工况下动应力突增的原因,是相对容积流量减小到40%以下时形成小涡流的一种自激振动,使得叶片产生了失速颤振。
金俊先[8]（2019）在《火电机组深度调峰经济性及末级叶片安全性研究》文中进行了进一步梳理随着日益增长的带有间歇特征、不稳定特征的风电、太阳能等可再生能源发电的接入电网,以及电力用户需求的不断变化导致电网负荷峰谷差日益增大,电网对火电机组调峰的要求越来越迫切,同时也带来了一系列经济性和安全性问题,对汽轮机组调峰适应能力提出了更高的要求。本文选定国内目前某600MW超临界汽轮机组作为研究目标,并陆续对其在深度调峰下的各项性能进行研究分析。首先,在深度调峰下,汽轮机主辅机运行状态更加复杂,为了掌握汽轮机组的热经济性能,分析并计算汽轮机组调峰能耗特性,创建机组变负荷调峰能耗计算模型,然后对机组在不同负荷工况下的试验数据进行采集,经过整理后进行简单计算并分析,确定汽轮机组不同负荷调峰状态下的能耗指标,得到了负荷率与汽轮机组在不同工况下各项经济性指标的对应关系,对其经济性进行简要分析。其次,在对汽轮机组经济性研究的基础上,为了更好的了解深度调峰对低压缸末级的气动性能的影响,以600MW汽轮机作为主要研究对象,基于商业计算流体软件Ansys CFX 16.1,通过改变出口背压的方式对汽轮机组末级流动特性进行数值模拟,分析其末级叶片在设计工况和高背压工况下的流动特性,结果表明,随着末级背压的升高,汽轮机组末级级内流动状态会发生较大变化,主要表现为受进口负攻角及逆压梯度的影响,叶片尾缘发生流动分离,并逐渐形成回流涡,级内损失增大并有可能引发叶片鼓风、颤振水蚀等现象。最后,从机组的安全性角度出发,为了确保末级叶片在高背压小容积流量工况下流场的安全可靠工作,采用流固热耦合的方法,着重对不同背压条件下末级动叶片的强度进行安全校核,结果表明,在不同的背压条件下,末级动叶等效应力随背压升高而轻微降低,从模拟结果来看,本文研究的末级叶片强度符合许用应力条件,在机组调峰的运行过程中,末级叶片自身强度满足深度调峰的要求。模拟结果对汽轮机末级叶片的设计和改型具有一定程度的参考价值,对提高火电厂在实际调峰过程中的安全性有重要意义。
明珈辉[9]（2019）在《高功率密度微型蒸汽轮机气动设计及数值模拟优化》文中研究说明微型蒸汽轮机具有体积小、重量适中、功率密度高等特点,可用于舰船、鱼雷、潜航器等特殊领域,具有重要的研究意义。本文针对微型蒸汽轮机的结构特点和技术要求,对高功率密度微型蒸汽轮机进行了气动设计,采用复速级结构,建立三维模型,并运用数值模拟方法对蒸汽轮机的叶栅流动性能和参数变化规律进行了详细研究。对全周进气下复速级单流道进行仿真分析,研究了各级叶栅的气动性能,叶片进出口截面的参数分布,发现喷嘴承担了整个复速级的绝大部分焓降,并重点分析了缩放型喷嘴的超音速流动对各级叶栅流动的影响。结合采用的气动设计方案,分析了影响蒸汽轮机流动性能的因素,研究了叶片顶部的间隙流动,通过三维数值计算方法揭示了叶顶间隙内部流场、压力的分布特性,观察到顶部间隙涡的流动规律。在此基础上,采用机壳注气的主动控制方式改变间隙内部流动结构,减少间隙流动损失。研究表明,减小叶顶间隙高度、合理选择机壳注气速度均可减弱间隙损失,改善蒸汽轮机的整体性能。对微型蒸汽轮机复速级在部分进气条件下的流场进行数值模拟,研究了部分进气时各叶栅的流动特性,进出口截面的参数分布以及气流沿周向的不均匀性,并对部分进气透平的功率和效率进行了分析,得出该微型蒸汽轮机在部分进气条件下依旧具有良好的性能。
陈帝云[10]（2018）在《高负荷局部进气涡轮流动特性与性能研究》文中提出作为国防和民用动力装置的核心部件之一,涡轮正不断朝着结构更紧凑、级数更少、重量更轻且效率更高的方向发展,这使得涡轮级负荷增大、内部处于跨声速流动状态,且局部进气结构型式使得高负荷涡轮进气扇区之后的各排动静叶工作在周向非均匀的来流条件,叶排内部流动情况更加复杂的同时,各级动叶也承受着更强烈的非定常气流激振力的作用。因而,系统研究局部进气条件下,高负荷涡轮优化设计方法,理清局部进气涡轮内部非定常流动损失特点和气流激振特性,在此基础上找出进一步改善高负荷局部进气涡轮性能的流动组织方法和构型方式,对于该类型涡轮应用领域的进一步发展有着重要意义。具有低耗气量、高负荷、低展弦比特点的涡轮,采取局部进气的结构型式可以增加涡轮叶片高度,以降低小流量条件下,叶片高度过小所带来的急剧增加的二次流损失和加工制造时的难度。另外,局部进汽的结构型式在采用喷嘴配汽的汽轮机调节级中也有应用,可以减小配汽时的节流损失,提升部分负荷条件下机组的效率。本文首先对局部进气涡轮进行了优化设计研究。利用MATLAB对现有软件模块进行二次开发,实现各模块之间的数据传递,建立了能够在全周进气单流道和局部进气环境下对双级局部进气涡轮进行分步优化设计的平台,并基于神经网络训练所得到的反映各阶段优化参数与涡轮气动性能之间映射关系的近似模型和粒子群-遗传混合算法的全局寻优,获得了双级局部进气涡轮各阶段的优化结果。通过OPT STEP1、OPT STEP2的优化,在考虑该类型涡轮反动度对局部进气构型后泄漏损失影响的前提下,对全周进气单流道条件下涡轮内各叶排间的冲角状态和气动参数进行重新优化组织,并对第一级动叶通过弯优化减少了上下通道涡相互干涉造成的高损失区域,使全周进气单流道条件下优化结果single-OPT2的总静效率较原型累计提升了 3.24%。随后对single-OPT2进行局部进气构型得到双级局部进气涡轮PA-OPT1,其总静效率较原型PA-ORI提升了 2.87%。在前两步优化结果的基础上,OPT STEP3进一步在局部进气环境下对r1动叶叶型进行优化,显着改善了局部进气条件下动叶排根部的流动状态,消除了在进入进气段影响区域时动叶排根部前缘吸力面的分离,同时使得沿周向窜流的净流量较PA-OPT1减小了10.30%。总体来看,优化后的双级局部进气涡轮PA-OPT2其总静效率较PA-OPT1提升了 0.85%,较原型PA-ORI累计提升了 3.72%。在此基础上,对不同结构型式局部进气涡轮非定常流动特性进行了数值研究。对于第二级静叶排也采用局部进气结构型式的case3方案,其第一级动叶排内,处于非进气段后所对应的动叶区域整体静压水平更高,与进气段后所对应的动叶区域的压差较case2小,由局部进气引起的周向窜流、掺混的程度低,其第一级动叶内的时均能量损失水平更低。同时,从前面级来流流体经由第二级局部进气静叶流道收集整合后,再进入第二级动叶内做功,使得case3第二级静叶排进气流道内部流场状态与第二级静叶排全周进气的case2方案相比,更接近全周进气casel时的“理想”状态,流体在第二级静叶排内的掺混损失更小,其后所对应的第二级动叶也更多地工作在接近全周进气来流条件下的高效状态。与case2相比,case3第一级时均总总效率、第二级时均总静效率以及两级总静效率分别提升了 3.14%、8.62%和4.13%。但对于case3,由于不能像case2那样利用第二级全周静叶排对来流进行充分掺混和均化,使得case3第二级动叶所受气流激振力的强度更强,其动叶所受最大交变应力值较case2上升了 32.58%。局部进气条件下,静叶时序位置改变对第二级动、静叶的损失均有显着影响,最佳时序位置方案PA3.0第二级静叶排的时均能量损失系数较最差时序位置方案PA0.0上升了 5.12%,而第二级动叶排的时均能量损失系数则下降了 7.49%。最佳时序位置方案PA3.0时均总静和总总效率分别较最差时序位置方案PA0.0上升了 1.35%和1.16%。随后,在小局部进气度条件下,设计了单/双向进气再入式涡轮,发现双向进气再入式涡轮整体结构更加紧凑,且可以获得相对较高的总体性能。进气扇区周向布置距离较小、再入扇区内静叶合理调整、选择合适的重复进气次数可以有效提升再入式涡轮总体性能。与双级局部进气涡轮相比,再入式涡轮在较宽的转速范围内依然维持较高的效率水平,且在低膨胀比条件下效率水平也更高。最后,对涡轮模拟试验参数的选取方法进行了阐述,介绍了局部进气涡轮试验台总体结构、试验件各部分设计方案、局部进气涡轮试验测量方案以及试验件关键部件的加工方案,为下一阶段局部进气涡轮试验研究工作奠定了基础。
二、处于部分进汽时动叶片排内非定常流动现象的数值研究（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、处于部分进汽时动叶片排内非定常流动现象的数值研究（论文提纲范文）
（1）小容积流量下汽轮机末级叶片动力特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 小容积流量下末级流场特性研究现状 |
| 1.2.2 喷水减温传热传质特性的研究现状 |
| 1.2.3 汽轮机末级叶片力学性能研究现状 |
| 1.2.4 汽轮机末级叶片瞬态动力响应研究现状 |
| 1.3 研究现状总结 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 小容积流量下末级流场的数值研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 湿蒸汽凝结流动数值方法 |
| 2.2.1 基本控制方程及湍流模型 |
| 2.2.2 几何模型及网格划分 |
| 2.2.3 数值方法与边界条件 |
| 2.2.4 数学模型准确性验证 |
| 2.2.5 计算结果准确性验证 |
| 2.3 小容积流量下末级流场特性分析 |
| 2.3.1 小容积流量下末级的压力特征 |
| 2.3.2 小容积流量下末级的出汽角特征 |
| 2.3.3 小容积流量下末级的反动度特征 |
| 2.3.4 小容积流量下末级的温度特征 |
| 2.3.5 小容积流量下末级流场的涡系结构分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 排汽通道喷水减温对末级流场的影响研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 喷水减温的相变传热传质计算方法 |
| 3.2.1 控制方程 |
| 3.2.2 喷水减温数值方法 |
| 3.2.3 数学模型验证 |
| 3.3 喷水减温的传热传质特性分析 |
| 3.3.1 排汽通道流场特性 |
| 3.3.2 喷水减温后排汽通道温度分布 |
| 3.3.3 相变传热传质特性分析 |
| 3.4 喷水减温对末级气动性能的影响 |
| 3.4.1 喷水减温对末级速度场的影响 |
| 3.4.2 喷水减温对压力场的影响 |
| 3.4.3 喷水减温对能量转换的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 小容积流量下汽轮机末级力学性能分析 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 静强度计算数值方法 |
| 4.2.1 结构域基本控制方程 |
| 4.2.2 循环对称分析一般方程 |
| 4.2.3 双线性随动强化模型 |
| 4.2.4 叶片结构模型及网格划分 |
| 4.2.5 流固耦合数值方法 |
| 4.3 末级叶片的强度性能分析 |
| 4.3.1 末级叶片的等效应力分析 |
| 4.3.2 末级叶片变形量分布 |
| 4.4 喷水减温对末级叶片强度性能的影响 |
| 4.4.1 喷水减温对末级叶片温度的影响 |
| 4.4.2 喷水减温对末级叶片变形量的影响 |
| 4.4.3 喷水减温对末级叶片等效应力的影响 |
| 4.5 汽轮机末级叶片的模态分析 |
| 4.5.1 循环对称模态分析数值计算方法 |
| 4.5.2 末级叶片的固有频率分析 |
| 4.5.3 末级叶片的振型分析 |
| 4.5.4 预应力条件下末级叶片的模态分析 |
| 4.6 喷水减温对叶片固有振动特性的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 非定常工况下末级叶片的动力响应研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 双向流固耦合数值模拟计算方法 |
| 5.2.1 流固耦合面动网格设置 |
| 5.2.2 双向流固耦合系统 |
| 5.2.3 材料疲劳特性 |
| 5.2.4 时间步长稳定性验证 |
| 5.3 小容积流量下末级流场非定常气动载荷研究 |
| 5.3.1 监控点的设置 |
| 5.3.2 涡流的非定常性 |
| 5.3.3 非定常性形成机理及特征 |
| 5.4 末级叶片的动力响应 |
| 5.4.1 局部危险点的确认 |
| 5.4.2 非定常气动载荷对叶片动力响应的影响 |
| 5.5 末级叶片疲劳寿命评估 |
| 5.6 喷水减温对应变-寿命的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
（2）小流量工况下汽轮机末级叶片安全性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 小流量工况下汽轮机末级定常流场分析 |
| 2.1 数学模型 |
| 2.1.1 控制方程及湍流模型的确定 |
| 2.1.2 湿蒸汽凝结模型 |
| 2.1.3 模型验证 |
| 2.2 物理模型与边界条件 |
| 2.2.1 物理模型及边界条件的确定 |
| 2.2.2 网格划分及验证 |
| 2.3 小流量工况下末级流场脱流特性分析 |
| 2.3.1 流场多维流线分布特性 |
| 2.3.2 流场速度三角形及攻角分布特性 |
| 2.4 小流量工况下末级流场热力参数的分析 |
| 2.4.1 流场温度分布特性 |
| 2.4.2 流场压力分布特性 |
| 2.4.3 流场中反动度变化特性 |
| 2.5 小流量工况下末级流场中凝结液滴特性分析 |
| 2.5.1 流场中湿蒸汽成核率分布特性 |
| 2.5.2 流场中凝结液滴数量分布特性 |
| 2.5.3 流场中凝结液滴粒径分布特性 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 小流量工况下汽轮机末级非定常流场分析 |
| 3.1 模型及边界条件 |
| 3.1.1 模型及边界条件 |
| 3.1.2 非定常计算的收敛特性 |
| 3.2 小流量工况下末级非定常流场的分析 |
| 3.2.1 非定常流场多维流线分布特性 |
| 3.2.2 非定常流场反动度变化特性 |
| 3.2.3 非定常流场热力参数分布特性 |
| 3.3 小流量工况下末级非定常流场湿蒸汽凝结特性的分析 |
| 3.3.1 非定常流场中湿蒸汽成核率分布特性 |
| 3.3.2 非定常流场中凝结液滴粒径分布特性 |
| 3.3.3 非定常流场中凝结液滴数量分布特性 |
| 3.4 小流量工况下汽轮机叶片所受汽流力的非定常特性 |
| 3.4.1 非定常流场中汽流力的分布特性 |
| 3.4.2 非定常汽流力的频谱分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 小流量工况下汽轮机末级叶片的强度校核及疲劳分析 |
| 4.1 模型及网格 |
| 4.1.1 结构模型的确定 |
| 4.1.2 网格划分 |
| 4.1.3 网格无关性的验证 |
| 4.1.4 边界条件的确定 |
| 4.2 小流量工况下汽轮机末级叶片动力学分析 |
| 4.2.1 分析原理 |
| 4.2.2 叶片的应力分析 |
| 4.2.3 叶片的应变分析 |
| 4.3 小流量工况下汽轮机末叶片模态分析 |
| 4.3.1 模态分析方法介绍 |
| 4.3.2 叶片的振型分析 |
| 4.3.3 叶片的频率分析 |
| 4.4 小流量工况下汽轮机末叶片寿命预测及安全评估 |
| 4.4.1 寿命分析方法介绍 |
| 4.4.2 传统寿命预测方法及理论 |
| 4.4.3 叶片的寿命及安全性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和其它成果 |
| 致谢 |
（3）工业汽轮机调节级部分进汽的瞬态研究（论文提纲范文）
| 引 言 |
| 1 计算模型 |
| 1.1 网格设置 |
| 1.2 数值方法及边界条件 |
| 2 计算模拟结果分析 |
| 3 结 论 |
（4）超低负荷多级湿蒸汽透平非定常气动特性的数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 叶轮机械非定常计算方法研究 |
| 1.3 低负荷湿蒸汽流场特性研究现状 |
| 1.3.1 理论研究 |
| 1.3.2 实验研究 |
| 1.3.3 数值模拟研究 |
| 1.4 涡激振动研究现状 |
| 1.5 国内外文献综述简析 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第2章 数值计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 流体控制方程 |
| 2.3 数值计算的湍流模型 |
| 2.3.1 标准k-?湍流模型 |
| 2.3.2 标准k-ω湍流模型 |
| 2.3.3 SST湍流模型 |
| 2.4 交界面设置 |
| 2.4.1 混合平面交界面 |
| 2.4.2 冻结转子法 |
| 2.4.3 瞬态转子定子交界面 |
| 2.5 多级非定常计算方法介绍及初步验证 |
| 2.5.1 TBR瞬态模型介绍 |
| 2.5.2 计算方法的敏感性验证 |
| 2.6 湍流模型的对比分析与选取 |
| 2.6.1 收敛性对比 |
| 2.6.2 非定常脉动载荷预测对比 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 汽轮机低压缸末六级叶片通道的定常计算 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算区域及网格划分 |
| 3.3 初始条件和边界条件 |
| 3.4 低压通流流场结构分析 |
| 3.4.1 鼓风工况的确定 |
| 3.4.2 通流区域子午流场及脱流高度的变化规律 |
| 3.4.3 各工况叶栅流场结构的刻画 |
| 3.4.4 温度场分析 |
| 3.4.5 湿度分布 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 低压通流部分六级流场非定常计算与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算方法说明 |
| 4.3 计算收敛情况确认 |
| 4.4 汽轮机级内非定常流动特性分析 |
| 4.4.1 叶片非定常气动力特性分析 |
| 4.4.2 叶片载荷脉动特征分析 |
| 4.4.3 超低负荷低压末级动叶栅三维流动分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 低压通流部分两级流场非定常计算与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数值计算模型的建立及网格划分 |
| 5.3 末级转子叶片气流激振力及频谱分析 |
| 5.4 旋涡结构识别与分析 |
| 5.4.1 Q准则识别旋涡结构 |
| 5.4.2 二次流线 |
| 5.4.3 螺旋度法 |
| 5.5 S3流面湍动能分析 |
| 5.6 叶顶流动结构诱导不稳定原理分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）压缩空气储能系统膨胀机调节级配气特性数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 引言 |
| 1.2.2 轴流局部进气透平 |
| 1.2.3 向心局部进气透平 |
| 1.2.4 小结 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 第二章 研究对象及方法 |
| 2.1 研究对象 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.2.3 数值计算模型 |
| 2.3 研究方法验证 |
| 2.3.1 网格无关性验证 |
| 2.3.2 数值方法验证 |
| 第三章 调节级喷嘴配气变工况特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 流量特性 |
| 3.2.1 调节流道对其他流道流量的影响 |
| 3.2.2 调节流道对总流量的影响 |
| 3.2.3 与节流配气流量特性对比 |
| 3.3 比功特性 |
| 3.3.1 调节流道对比功的影响 |
| 3.3.2 与节流配气比功特性对比 |
| 3.3.3 与节流配气平均比功对比 |
| 3.4 效率特性 |
| 3.4.1 调节流道对内效率的影响 |
| 3.4.2 调节流道对总效率的影响 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 调节级喷嘴配气流动损失机理分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 集气室各部分流场特性分析 |
| 4.2.1 流线分布 |
| 4.2.2 总压分布 |
| 4.3 调节流道对集气室流动损失影响 |
| 4.3.1 总压损失系数 |
| 4.3.2 流动特性 |
| 4.4 调节流道对叶栅流动损失影响分析 |
| 4.4.1 导叶流道 |
| 4.4.2 动叶流道 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间发表的学术论文与科研成果 |
（6）某汽轮机末级长叶片非定常流动及振动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 叶轮机械非定常流动研究进展 |
| 1.3 叶片振动特性研究进展 |
| 1.4 叶片流固耦合法研究进展 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 数值理论及方法验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 流体动力学基本方程 |
| 2.3 结构动力学基本方程 |
| 2.4 计算理论模型 |
| 2.4.1 流固耦合计算模型 |
| 2.4.2 傅里叶变换理论 |
| 2.5 数值方法验证 |
| 2.5.1 圆柱立管绕流验证 |
| 2.5.2 STCF4涡轮算例验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于CFD/CSD耦合下的振动特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 汽轮机末级计算模型 |
| 3.3 网格无关性验证 |
| 3.4 单向耦合下的振动特性分析 |
| 3.4.1 稳态流场分析 |
| 3.4.2 气动力传递 |
| 3.4.3 模态分析 |
| 3.4.4 组合载荷作用下的振动特性分析 |
| 3.5 双向耦合下的振动特性分析 |
| 3.5.1 非定常计算结果分析 |
| 3.5.2 振动特性分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于能量法的气动弹性计算 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 边界条件设置 |
| 4.3 变负荷工况气动弹性结果分析 |
| 4.4 叶间相位角对气动弹性的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（7）小流量条件下汽轮机长叶片涡流颤振的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基础理论研究现状 |
| 1.2.2 实验研究现状 |
| 1.2.3 计算方法研究现状 |
| 1.2.4 数值模拟研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 第二章 末级内流场计算的理论分析 |
| 2.1 末级长叶片小容积流量简介 |
| 2.1.1 末级蒸汽流动特性 |
| 2.1.2 颤振问题 |
| 2.2 末级流场数值模拟计算的基础理论 |
| 2.2.1 数值模拟计算概述 |
| 2.2.2 数值模拟计算的基本步骤 |
| 2.2.3 数值模拟的控制方程 |
| 2.2.4 数值模拟中的湍流模型 |
| 2.2.5 数值模拟中的边界条件 |
| 2.2.6 数值模拟的求解方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 小容积流量下汽轮机末级脱流特性分析 |
| 3.1 概述 |
| 3.1.1 600MW末级叶片结构分析 |
| 3.2 末级动叶片实体建模 |
| 3.2.1 物理模型 |
| 3.2.2 网格划分 |
| 3.3 计算方法及边界条件 |
| 3.3.1 计算方法 |
| 3.3.2 边界条件 |
| 3.4 计算结果分析 |
| 3.4.1 小容积流量工况对动叶附近流场的影响 |
| 3.4.2 小容积流量工况下叶片受力面迹线图 |
| 3.4.3 小容积流量工况下叶片背压面迹线图 |
| 3.4.4 小容积流量工况下叶片根部压力云图 |
| 3.4.5 小容积流量工况下叶片顶部流速图及静压云图 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 小容积流量工况下引起叶片颤振分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.1.1 叶片的振动及相关概念 |
| 4.2 叶片自振频率的计算 |
| 4.2.1 利用数值上能量法对叶片自振频率的计算 |
| 4.2.2 利用数值模拟对叶片自振频率的计算 |
| 4.3 涡流状态下叶片颤振机理的确定 |
| 4.3.1 非定常流动的叶片扭转振动 |
| 4.3.2 非定常流动的叶片弯曲振动 |
| 4.4 气动稳定性分析及判断颤振 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A (攻读硕士学位期间的研究成果) |
（8）火电机组深度调峰经济性及末级叶片安全性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外相关研究进展 |
| 1.2.1 深度调峰下机组经济性研究动态 |
| 1.2.2 深度调峰末级流场研究动态 |
| 1.2.3 叶片强度分析研究动态 |
| 1.3 目前汽轮机组调峰存在的问题 |
| 1.4 本文主要研究思路与内容 |
| 2 汽轮机组深度调峰经济性研究 |
| 2.1 600 MW机组深度调峰试验 |
| 2.1.1 调峰试验标准 |
| 2.1.2 600 MW机组试验方法 |
| 2.1.3 试验测点及测量仪表 |
| 2.1.4 试验设备状态及试验程序 |
| 2.1.5 试验数据的计算及整理 |
| 2.2 600 MW机组调峰经济性分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 汽轮机末级流场数值计算方法 |
| 3.1 计算流体力学理论 |
| 3.1.1 控制方程 |
| 3.1.2 湍流模型 |
| 3.1.3 计算方法 |
| 3.2 计算结构力学 |
| 3.2.1 理论方程 |
| 3.2.2 计算方法 |
| 3.2.3 流固耦合面数据传递 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 600MW机组深度调峰下末级流场特性分析 |
| 4.1 深度调峰下末级流场概述 |
| 4.2 物理模型与网格划分 |
| 4.2.1 研究对象 |
| 4.2.2 物理模型 |
| 4.2.3 网格划分 |
| 4.3 数值方法及边界条件 |
| 4.4 计算结果分析 |
| 4.4.1 末级动静叶压力分布 |
| 4.4.2 静叶速度场分析 |
| 4.4.3 动叶速度场分析 |
| 4.4.4 末级静叶压力面极限流线分布 |
| 4.4.5 末级静叶吸力面的极限流线分布 |
| 4.4.6 末级动叶压力面极限流线 |
| 4.4.7 末级动叶吸力面极限流线 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 600MW机组深度调峰下末级叶片安全性分析 |
| 5.1 流固耦合分析 |
| 5.2 有限元模型 |
| 5.3 网格划分 |
| 5.4 边界条件设置 |
| 5.5 流固热耦合计算结果 |
| 5.5.1 强度分析 |
| 5.6 叶片强度安全性校核 |
| 5.6.1 强度校核原理 |
| 5.6.2 不同背压下动叶片安全校核 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）高功率密度微型蒸汽轮机气动设计及数值模拟优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 微型蒸汽轮机发展现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第二章 微型蒸汽轮机气动热力计算与结构设计 |
| 2.1 叶轮机械透平级原理 |
| 2.2 微型蒸汽轮机复速级气动热力计算 |
| 2.3 微型蒸汽轮机几何参数设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 计算流体力学与数值模拟理论 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数值模拟工具介绍 |
| 3.2.1 BladeModeler |
| 3.2.2 Turbogrid |
| 3.2.3 CFX |
| 3.3 控制方程 |
| 3.4 湍流模型 |
| 3.4.1 湍流模型的提出 |
| 3.4.2 湍流模型的分类 |
| 3.4.3 CFX常用湍流模型 |
| 3.5 微型蒸汽轮机数值模拟模型建立 |
| 3.5.1 几何模型导入 |
| 3.5.2 计算网格划分 |
| 3.5.3 求解参数设置 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 微型蒸汽轮机气动性能数值模拟研究 |
| 4.1 流场分析 |
| 4.2 沿轴向参数分布 |
| 4.3 沿叶高参数分布 |
| 4.4 整体性能计算与分析 |
| 4.4.1 叶栅能量损失系数 |
| 4.4.2 反动度 |
| 4.4.3 功率 |
| 4.4.4 透平效率 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 微型蒸汽轮机叶顶间隙控制数值研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 动叶顶部机壳注气模型与数值计算方法 |
| 5.2.1 模型建立 |
| 5.2.2 网格划分及求解设置 |
| 5.3 计算结果分析 |
| 5.3.1 无机壳注气情况 |
| 5.3.2 不同间隙高度机壳注气情况 |
| 5.3.3 不同注气速度对间隙流动的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 微型蒸汽轮机部分进气性能数值研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 部分进气模型及数值计算方法 |
| 6.2.1 模型建立 |
| 6.2.2 网格划分及求解设置 |
| 6.3 部分进气复速级流动性能分析 |
| 6.3.1 整体参数 |
| 6.3.2 参数沿周向分布 |
| 6.3.3 不同周向位置叶片表面静压分布 |
| 6.3.4 部分进气性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（10）高负荷局部进气涡轮流动特性与性能研究（论文提纲范文）
| 创新点摘要 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 高负荷超跨声速涡轮设计与流动特性研究 |
| 1.2.1 国外超跨声速涡轮研究现状 |
| 1.2.2 国内超跨声速涡轮研究现状 |
| 1.3 叶轮机械优化设计理论与方法研究 |
| 1.3.1 人工神经网络应用于叶轮机械优化设计 |
| 1.3.2 响应面方法应用于叶轮机械优化设计 |
| 1.3.3 Kriging模型应用于叶轮机械优化设计 |
| 1.3.4 伴随方法应用于叶轮机械优化设计 |
| 1.4 局部进气涡轮应用与研究现状 |
| 1.4.1 汽轮机调节级 |
| 1.4.2 鱼雷涡轮机涡轮部件 |
| 1.4.3 小推力液体火箭发动机涡轮泵涡轮部件 |
| 1.4.4 空气涡轮火箭发动机等组合循环动力装置涡轮部件 |
| 1.4.5 有机朗肯循环涡轮膨胀器 |
| 1.4.6 再入式涡轮 |
| 1.5 涡轮非定常流动特性研究 |
| 1.5.1 涡轮非定常研究现状 |
| 1.5.2 局部进气涡轮非定常流动研究 |
| 1.5.3 叶轮机械时序效应研究 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第2章 局部进气涡轮数值计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 三维数值计算方法 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.2.3 网格划分及边界条件定义 |
| 2.2.4 网格无关性验证 |
| 2.3 数值计算方法校核 |
| 2.3.1 双级局部进气涡轮实验校核 |
| 2.3.2 跨声速涡轮叶型实验校核 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 局部进气涡轮优化设计研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 局部进气涡轮叶型优化平台设计与构建 |
| 3.2.1 局部进气涡轮优化设计对象 |
| 3.2.2 总体优化思路与优化方案 |
| 3.2.3 样本数据库建立 |
| 3.2.4 神经网络代理模型与智能寻优算法 |
| 3.2.5 优化平台构建与运行 |
| 3.3 局部进气涡轮叶型优化结果分析 |
| 3.3.1 总体优化结果 |
| 3.3.2 单流道级环境下优化结果 |
| 3.3.3 单流道级环境下第一级动叶弯优化结果 |
| 3.3.4 局部进气环境下第一级动叶叶型优化结果 |
| 3.3.5 局部进气涡轮最终优化结果与原型变工况性能 |
| 3.4 局部进气涡轮第二级静叶排进气流道数目优化调整 |
| 3.4.1 优化调整方案 |
| 3.4.2 各方案总体性能与内部流动特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 局部进气涡轮非定常流动特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同结构型式局部进气涡轮非定常特性 |
| 4.2.1 不同结构型式局部进气涡轮非定常计算方案和数据处理方法 |
| 4.2.2 总体性能和特性参数 |
| 4.2.3 内部非定常流动特性 |
| 4.2.4 叶表非定常压力分布 |
| 4.3 不同结构型式局部进气涡轮叶片气流激振特性 |
| 4.3.1 局部进气条件下叶片非定常受力分析 |
| 4.3.2 非定常气流激振力作用下叶片瞬态动力学分析 |
| 4.4 静叶排时序位置对不同进气条件下涡轮流场与性能影响 |
| 4.4.1 不同静叶排时序位置计算方案 |
| 4.4.2 静叶排时序位置对全周进气下涡轮流场与性能影响 |
| 4.4.3 静叶排时序位置对局部进气下涡轮流场与性能影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 再入式涡轮结构设计与内部流动特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单/双向进气再入式涡轮总体性能与内部流动研究 |
| 5.2.1 研究对象 |
| 5.2.2 再入涡轮总体性能及内部整体流动特点 |
| 5.2.3 再入涡轮动叶排进出口不均匀性分析 |
| 5.2.4 处于不同周向位置动叶叶表静压分布及叶片扭矩输出特性 |
| 5.3 进气扇区调整对双向进气再入式涡轮流场与性能影响 |
| 5.3.1 两级扇区相对周向位置调整对流场和性能的影响 |
| 5.3.2 第二级扇区静叶安装角调整对流场和性能的影响 |
| 5.3.3 两次重复进气再入式涡轮总体性能与流动特性 |
| 5.4 再入式涡轮变工况特性 |
| 5.4.1 再入式涡轮变工况计算方案 |
| 5.4.2 变工况总体性能与内部流动状态 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 局部进气涡轮试验件结构与测试方案设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验件关键参数的确定 |
| 6.2.1 试验台总体结构 |
| 6.2.2 局部进气涡轮模拟试验参数的确定 |
| 6.3 试验件总体结构方案和关键部件选型 |
| 6.3.1 试验件各部分设计方案 |
| 6.3.2 转子轴向力估算和轴承选型 |
| 6.4 试验件流场与性能测量方案设计 |
| 6.5 试验件关键部件加工方案 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文及其他相关学术成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、处于部分进汽时动叶片排内非定常流动现象的数值研究（论文参考文献）
- [1]小容积流量下汽轮机末级叶片动力特性研究[D]. 徐美超. 东北电力大学, 2021(01)
- [2]小流量工况下汽轮机末级叶片安全性分析[D]. 王加兴. 东北电力大学, 2021(09)
- [3]工业汽轮机调节级部分进汽的瞬态研究[J]. 孙旺,朱奇,陈榴,杨爱玲. 热能动力工程, 2020(06)
- [4]超低负荷多级湿蒸汽透平非定常气动特性的数值研究[D]. 马建伟. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [5]压缩空气储能系统膨胀机调节级配气特性数值研究[D]. 刘嘉豪. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2020(08)
- [6]某汽轮机末级长叶片非定常流动及振动特性研究[D]. 李振彦. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [7]小流量条件下汽轮机长叶片涡流颤振的数值模拟研究[D]. 周威. 长沙理工大学, 2020(07)
- [8]火电机组深度调峰经济性及末级叶片安全性研究[D]. 金俊先. 沈阳工程学院, 2019(01)
- [9]高功率密度微型蒸汽轮机气动设计及数值模拟优化[D]. 明珈辉. 上海交通大学, 2019(06)
- [10]高负荷局部进气涡轮流动特性与性能研究[D]. 陈帝云. 大连海事大学, 2018(05)