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定子-转子流动数值模拟中交界面守恒处理方法

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在旋转机械中,定子和转子往往被交替放置,因此动静叶片之间的相互干涉比较严重,其内部流动本质是非定常的.采用CFD方法对这类流动问题进行数值模拟时,常用的动网格方法有滑移网格和重叠网格方法.若采用这两种方法,不可避免要对流场变量进行跨网格插值,因此难以做到高精度离散,并且很难保证守恒性.为了应对动静交界面处对守恒性与精度的需求,本文采用了基于有限体积法的剪切-滑移网格方法.它采用缓冲区网格弹性变形来过渡动静区网格之间的相对位移,而在相对位移较大时通过网格节点滑移复位并重新连接来“释放剪切形变”.在此过程中通过求解线性对流方程来实现流场变量的守恒映射.同时在大幅度旋转运动中能够保持网格节点之间的匹配连接,避免了跨网格插值,便于实施高阶离散格式.但目前这种方法仅在二维算例中进行了验证,本文目的是在将此方法推广至三维情形,计算具有实际工程意义的旋转机械流动问题.本文采用此方法结合SA(Spalart-Allmaras)湍流模型和MPI并行计算在NASA rotor67压气机转子与stage35上进行验证,证明了这种方法的可行性.

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来源
《第十八届全国计算流体力学会议》|2018年|44-49|共6页
会议地点北京
作者
胡智珲; 屈崑;
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作者单位

教育部华中师范大学;

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会议组织
正文语种
原文格式 PDF
中图分类机械原理;
关键词
旋转机械; 定子结构; 转子结构; 内部流动; 动静交界面; 守恒处理; 剪切-滑移网格; 有限体积法;

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