高压涡轮机内流场数值模拟研究的任务书.docx

高压涡轮机内流场数值模拟研究的任务书
任务书
一、课题背景
高压涡轮机是燃气轮机的重要部件，其性能直接影响着整个燃气轮机的性能。在高压涡轮机的设计过程中，内部流场的分析和优化是一个非常重要的问题。正是由于内部流场的不同而导致了高压涡轮机的性能差异，因此，对高压涡轮机内流场的数值模拟研究具有非常重要的意义。常用的数值模拟方法有雷诺平均Navier-Stokes方程（RANS）和不可压缩雷诺平均Navier-Stokes方程（URANS），它们能够对高压涡轮机的内部流场进行快速和有效的分析与计算。而在实际应用过程中，根据不同的研究需求和目标，还可以使用LES、DNS、DES等更加精细的数值模拟方法来进行高压涡轮机内流场分析。
二、研究内容
本次研究旨在使用URANS方法对高压涡轮机的内部流场进行数值模拟研究。具体研究内容包括以下几个方面：
1.建立高压涡轮机三维模型：根据高压涡轮机的实际结构和尺寸，建立三维模型，该模型应考虑高压涡轮机的叶轮、导向叶片等部件。
2.网格划分：根据建立的三维模型进行网格划分，包括边界层网格划分、稠密网格划分等，保证离散模型的精度和计算效率。
3.内部流场数值模拟：采用URANS方法进行高压涡轮机内部流场的数值模拟计算，得到高压涡轮机内部流场的速度、温度、压力等分布情况。
4.结果分析：对计算所得的高压涡轮机内部流场分布情况进行分析，探究高压涡轮机内部流场的物理特性和机理规律。
三、研究任务和要求
1.学习相关领域知识，掌握高压涡轮机的基本原理、结构和功能，掌握高压涡轮机内部流场分析和优化的基本理论和方法。
2.完成高压涡轮机的三维模型建立，包括叶轮、导向叶片等部件的建模和组装。
3.根据建立的三维模型进行网格划分，保证计算精度和效率。
4.使用URANS方法进行高压涡轮机内部流场的数值模拟计算，并采用合适的求解器和计算平台，得到高压涡轮机内部流场的速度、温度、压力等分布情况。
5.对计算所得的高压涡轮机内部流场分布情况进行分析，探究高压涡轮机内部流场的物理特性和机理规律。
6.撰写论文并完成报告，包括研究背景、研究内容、研究方法、结果分析、结论和参考文献等。
四、研究成果要求
1.完成高压涡轮机的三维模型建立和网格划分，确保网格质量和准确度，进行内部流场数值模拟计算，得到高压涡轮机内部流场的速度、温度、压力等分布情况。
2.对计算所得的高压涡轮机内部流场分布情况进行分析，探究高压涡轮机内部流场的物理特性和机理规律，能够准确地描述高压涡轮机的内部流场分布情况。
3.撰写论文并完成报告，语言简洁明了，讲述流程清晰，严谨性和可读性较高，其中包括研究背景、研究内容、研究方法、结果分析、结论和参考文献等内容。
四、参考文献
1.张建平.高压涡轮机内部流场数值模拟研究[D].南京航空航天大学,2010.
2.王冰.高压涡轮机内部流场数值模拟研究[D].江西理工大学,2017.
3.李玉玲,李老师,刘恒,等.高压涡轮机内部流场数值模拟研究[J].计算机测量与控制,2019(03):166-169.
4.WenZhongShen,TorstenStoesser,SebastienAubry,NicolasGourdain.LargeEddySimulationinvestigationsoftipleakageflowinahigh-pressureturbine[J].ChineseJournalofAeronautics,2015,28(2):419-428.
5.LiJ,SouS,YangZ,etal.HybridReynoldsAveragedNavier–Stokes/LargeEddySimulationStudyofHigh-PressureTurbineBladeHeatTransferinTransonicFlow[J].JournalofHeatTransfer,2016,138(6):061702.