我们的涡喷日记，后面才是真正精彩的部分（不断更新中）

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下面是叶轮和压气机的一些CFD仿真报告

    下图是压缩机的子午面形状，那什么是子午面形状？
    所谓子午面形状又叫轴面，是将叶片上的每一点绕轴线旋转到同一轴面而形成的形状。
    如下图
   
    子午面图中蓝色部分转动结构，红色表示静止结构。


下图为50%叶高气流速度分布云图，箭头表示气流方向，等高线色块表示此区域内的流速，由此可见叶片尖端流速已经超过音速。


下面来看看压缩机的熵增云图。什么是熵增？热力学中熵增过程是一个自发的由有序向无序发展的过程。可以理解为气流有多混乱。熵增加，系统的总能量不变，但其中可用部分减少。熵越高的系统就越难有效利用所含的能量。熵增所表示的含义正是我们这个世界最基本的规律----热力学第二定律的精髓。用S表示，单位为：焦耳/开


下图为50%叶高熵增云图

下图为子午面静压分布，由此可见随着叶片的做工，压缩机静压逐渐增加。所以又为我们引出下一个概念---静压。
什么是静压？静压是指：1流体在静止时所产生的压力。2 流体在流动时产生的垂直于流体运动方向的压力。3流体中不受流速影响而测得的表压力值。单位为：帕

火坑

感觉开始渐入佳境了，加油

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接下来是压缩机整体的一些CFD仿真截图

下图为压缩机静温分布图。 什么是静温？简单的说 静温是温度计相对与流体静止是测得的温度。与它相对的一个概念是动温，是指气流受到阻滞时，动能转变为热能，使气体温度升高，升高的温度即为动温。

静温

静温2

下图为压缩机静压

静压

静压2

下图为压缩机气流速度。

速度

速度2

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下面是叶轮运行时叶片载荷分析

蓝色线条是叶片50%叶高载荷分布线

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超级盾 发表于 2016-8-11 08:23
还没完吧

PS：上传图片后，点一下小图片就可以把图片嵌入帖子的相应位置 ...

版主你好  请问可以否劳烦您 帮我们把此帖在首页的《自制简易涡喷》 改为《我们的涡喷日记》。现在已经有几位小伙伴加入我们的团队了。涡喷已不再简易 万分感谢！！！

超级盾

best0816 发表于 2017-1-23 17:32
版主你好  请问可以否劳烦您 帮我们把此帖在首页的《自制简易涡喷》 改为《我们的涡喷日记》。现在已经有 ...

已修改

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超级盾 发表于 2017-1-23 17:41
已修改

谢谢 谢谢 谢谢

Meng19920703

楼主大大，能把你仿真的软件和操作步骤总结一下，专门做一个技术贴吗？麻烦了
来自: 微社区

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Meng19920703 发表于 2017-2-1 17:37
楼主大大，能把你仿真的软件和操作步骤总结一下，专门做一个技术贴吗？麻烦了 ...

这个可能很难，1是详细过程非常复杂。软件的操作只是整个设计的一小部分。而背后的“为什么要这样操作”才是关键。需要大量的相关知识。整个发动机下来，怕是一本书都写不完。2是这个过程里面涉及到非常重要的相关经验，单个专业的技术人员进行仿真设计的费用每天高达4位数，有时还要按照小时计算。要得到这花花绿绿的仿真图片，不是简单的几个教程就能搞定的！
来自: 微社区

best0816

年后再来更新一部分。这次贴出刚出炉的涡轮仿真图片，然后简单的介绍一下有些地方为什么要那样设计。
先来看看通过SW建立的导向器与涡轮模型。



下图的自由曲面叶形看起来非常直观。




涡轮叶片使用“自由曲面”造型，自由曲面是工程中复杂而又经常遇到的曲面，如飞机机翼和汽车外形曲面等均为自由曲面。
下图是涡轮的叶片各部分截面形状，这也是自由曲面的典型应用。
蓝色线条表示叶根
绿色线条表示叶中
红色线条表示叶顶



从机械制造的角度来说，这种自由曲面的叶片加工起来比直纹曲面难多了，为什么还要使用这种曲面的叶片设计呢？
效率！
那为什么扭转叶片可以提高效率呢？
这要涉及到“理想等环量流型”的问题，目的是要达到：喷嘴出口的环量沿叶高相等，各流层之间的环量差等于零。避免气体径向流动产生的附加损失，避免撞击损失。以提高效率。
以上说法不是很好理解。其实很简单的原因，试想一下，如果是直叶片，由于叶片各部分半径的不同，径向距离上每一点的线速度都不同，而他们获得的是相同流速的驱动气流，假如：我们设置50%叶高的叶片部位受到气流驱动后速度是S，扭矩为N。由于杠杆原理可知，那么在叶根获得的转速会大于X，获得的扭矩会小于N，叶尖部位获得的转速会小于X，获得扭矩会大于N。相互牵制能量就消耗在叶片上了。
所以将叶片扭动一定角度，再加厚叶根部位，在特定气流速度下，让叶片各部分都获得基本相同的转速，就得到了我们现在所设计的变化的叶盆曲线。
再举一个例子：
两种不同缠距的螺杆，匹配相应螺纹的螺母后，同在5秒的时长下，用力推动螺母行走相同的距离，粗缠距与细缠距螺母的转速会是怎么样的？



别想了，这个是推不动的！（捂嘴偷笑）如果真能推动的话，相同时间，行程相同的情况下，细缠距的螺母要转得快一些。
下面这个才推得动。（吡牙）不过原理是一样的。



下面这些概念，之前已经都讲过了，在此不再赘述，各位将就看看。


先上模态分析






温度



位移



应力




下面是 马赫数 单位：马赫


气流速度 单位：米/秒


温度 单位：开尔文




压力 单位：帕




以下是涡轮及导向器的一部分CFD仿真报告


下图为50%叶高气流速度分布云图 单位：米/秒


下图为50%叶高熵增云图 单位：焦耳/开


下图为涡轮动、静叶片子午面静压分布



下面我们来简单介绍一下涡轮气流通道的形状设计
因为在群里面有人讨论过此通道形状设计方面的问题，所以选择这一主题展开简单的讨论。


下图为涡轮与导向器结构
红色是静子叶片的子午面形状
蓝色是涡轮叶片的子午面形状
黑色线条是子午面上通道的截面形状

我们可以看出通道经过静子叶片后，继续扩张变大。那为什么我们不采用直通的的形状造型呢？
直通造型也有，下图为直通造型（GR180）


简单的说。由下图可知，上下两个X的距离相等。黄色表示气流方向。这种设计的原因是气流在经过燃烧室出口后，任然会继续膨胀直到到达喷口后压力等于一个大气压时才会停止膨胀。所以通道的设计是扩张造型，扩张的方式为沿通道中径的两侧变大。称为：等中径扩张通道设计



接下来预告一下 燃烧室的仿真内容：
由于燃烧室设计非常繁琐，需要 先手算需要多少孔，孔的面积多大，安排的位置在哪里，然后再建模，再进行仿真，结果出来后，再调整，再仿真....如此循环。


借用小伙伴的一句话是：“没办法，这个计算量就是这么任性”（流泪）


下面先来看看半成品谍照：