上海交通大学学报 ›› 2018, Vol. 52 ›› Issue (9): 1044-1049.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.09.006
胡晨星,丁杰,竺晓程,杜朝辉
发布日期:
2025-07-02
通讯作者:
竺晓程,男,副教授,电话(Tel.):021-34205635; E-mail: zhxc@sjtu.edu.cn.
作者简介:
胡晨星(1989-),男,河北省保定市人,博士生,目前主要从事离心压气机稳定性研究.
基金资助:
HU Chenxing,DING Jie,ZHU Xiaocheng,DU Zhaohui
Published:
2025-07-02
摘要: 对包括蜗壳的离心压气机整机模型进行了非定常数值模拟,获得不同工况下的非定常流场数据,采用动态模态分解(DMD)方法对设计工况与非稳定工况条件下蜗壳的三维非定常流场进行模态分解与重构.结果表明:在设计工况下,蜗壳内流场主要受到 4.421kHz的长叶片通过频率的影响,而 8.841kHz的长、短叶片通过频率的影响则受到抑制;在非稳定工况下,捕捉到了不稳定特征频率和所对应的流动模态,以及蜗壳内流场沿流向呈螺旋线型变化的速度脉动;基于频率特征的DMD方法得到了三维蜗壳模态.
中图分类号:
胡晨星,丁杰,竺晓程,杜朝辉. 离心压气机蜗壳内非定常流场的动态模态分解[J]. 上海交通大学学报, 2018, 52(9): 1044-1049.
HU Chenxing,DING Jie,ZHU Xiaocheng,DU Zhaohui. Dynamic Mode Decomposition of Unsteady Flow Filed in a Volute of Centrifugal Compressor[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2018, 52(9): 1044-1049.
[1]DAY I J. Stall, surge and 75 years of research[J]. Journal of Turbomachinery, 2016, 138(1): 011001-1-16. [2]EMMONS H W, PEARSON C E, GRANT H P. Compressor surge and stall propagation[J]. Trans ASME, 1955, 77(4): 455-469. [3]DAY I J. Active suppression of rotating stall and surge in axial compressors[J]. Journal of Turbo-machinery, 1991, 115(1): 40-47. [4]朱报祯, 郭涛. 离心压缩机[M]. 西安: 西安交通大学出版社, 1989. ZHU Baozhen, GUO Tao. Centrifugal compressor[M]. Xi’an: Xi’an Jiaotong Unviversity Press, 1989. [5]VAN DEN BRAEMBUSSCHE R, HNDE B M. Experimental and theoretical study of the swirling flow in centrifugal compressor volutes [EB/OL]. [2017-02-20]. http:∥citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.822.9350&rep=rep1& type=pdf. [6]HAGELSTEIN D, HILLEWAERT K, VAN DEN BRAEMBUSSCHE R, et al. Experimental and numerical investigation of the flow in a centrifugal compressor volute[J]. Journal of Turbomachinery, 2000, 122(1): 22-31. [7]HASSAN A S. Influence of the volute design parameters on the performance of a centrifugal compressor of an aircraft turbocharger[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers—Part A: Journal of Power and Energy, 2007, 221(5): 695-704. [8]AYDER E, VAN DEN BRAEMBUSSCHE R. Numerical analysis of the 3D swirling flow in centrifugal compressor volutes[J]. Journal of Turbomachinery, 1994, 116(3): 462-468. [9]李杜, 杨策, 王一棣, 等. 涡轮增压器用离心压气机蜗壳流场计算研究[J]. 内燃机学报, 2010, 28(3): 253-259. LI Du, YANG Ce, WANG Yidi, et al. Numerical study of flow field of volute in a turbocharger centri-fugal compressor[J]. Transactions of CSICE, 2010, 28(3): 253-259. [10]王磊磊. 离心压气机非轴对称流动特性及进气畸变对内部流场的影响研究[D]. 北京:北京理工大学机械与车辆工程学院, 2015. WANG Leilei. Investigations of the non-axisymme-tric flow behaviors in centrifugal compressor and the effects of the inlet distortion on the internal flow[D]. Beijing: School of Mechanical Engineering, Beijing Institute of Technology, 2015. [11]郭强. 带无叶扩压器的离心压缩机失速现象的实验和数值研究[D]. 上海: 上海交通大学机械与动力工程学院, 2007. GUO Qiang. Experimental and numerical investigation on stall flow phenomenon in the centrifugal compressor with vaneless diffuser[D]. Shanghai: School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, 2007. [12]SCHMID P J. Dynamic mode decomposition of numerical and experimental data[J]. Journal of Fluid Mechanics, 2010, 656: 5-28. [13]DUNNE R, MCKEON B J. Dynamic stall on a pitching and surging airfoil[J]. Experiments in Fluids, 2015, 56(8): 1-15. [14]ZHU X C, JIA K, DU Z H. Prediction of centrifugal compressor performance from choke through stall with a physical throttle[C]∥ASME Turbo Expo 2015: Turbine Technical Conference and Exposition. Montreal, Canada: American Society of Mechanical Engineers, 2015: 1-9. |
[1] | 王鸿鑫, 徐德刚, 周楷文, 李林文, 温新. 数据驱动的流场稀疏数据建模[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(5): 684-690. |
[2] | 司文佳, 陈俊儒, 张成林, 刘牧阳. 直流电压控制对跟网型并网变换器的影响机理[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(3): 313-322. |
[3] | 邓旭a, 冯正平a, b, 何晨璐a, 崔振华a. 水下无人平台载荷释放过程中的姿态镇定控制[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2024, 29(5): 766-772. |
[4] | 张啸天1,何德峰1,廖飞2. 复杂环境及约束下舰载机自动着舰迭代模型预测控制[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2024, 29(4): 712-724. |
[5] | 王晓静1,刘晓华2,高荣2. 具有状态时滞的奇异随机系统基于滚动时域控制的镇定[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2024, 29(3): 436-449. |
[6] | 吴斌峰. 海洋石油平台智能化技术在生产稳定性与效率提升中的应用研究[J]. 海洋工程装备与技术, 2024, 11(2): 29-33. |
[7] | 张宇, 张琛, 鲍颜红, 吴峰, 蔡旭. 电网短路故障下风电场内跟-构网电源瞬时频率交互影响机理[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(12): 1903-1914. |
[8] | 葛琛琛, 陈俊儒, 徐森, 常喜强, 毛善祥, 朱荣伍. 适用于频率和电压动态分析的构网型新能源场站聚合建模[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(10): 1544-1553. |
[9] | 于淼, 胡敬轩, 张寿志, 魏静静, 孙建群, 吴屹潇. 基于PMU梯度动态偏差的新型电力系统快速稳定性[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(1): 40-49. |
[10] | 刘新宇, 王森, 曾龙, 原绍恒, 郝正航, 逯芯妍. 双馈风电场抑制电网低频振荡的自适应附加控制策略[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(9): 1156-1164. |
[11] | 王晗, 张建文, 施刚, 朱淼, 蔡旭. 基于改进无源性控制的三相LCL并网逆变器输出导纳重塑方法[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(9): 1105-1113. |
[12] | 戴治恒, 张孟喜, 魏辉, 顾婕, 张晓清. 钢管桩-注浆加固盾构换刀区稳定性分析[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(6): 690-699. |
[13] | 罗统, 张民, 梁承宇. 多无人机协同目标跟踪制导律设计[J]. 空天防御, 2023, 6(3): 113-118. |
[14] | 辛鹏飞, 苗建印, 匡以武, 张红星, 王文. 液体冷却并联通道热沉中的流量分配特性[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(10): 1355-1366. |
[15] | 万慧, 齐晓慧, 李杰. 基于线性矩阵不等式的线性/非线性切换自抗扰控制系统的稳定性分析[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(11): 1491-1501. |
阅读次数 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
全文 62
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
摘要 36
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||