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【动力|讲座】能动大讲堂——多级叶轮机叶排相干非定常流高效高保真数值方法研究

发布日期:2022-12-11    作者:     来源:     点击:

2022年12月2日,北航能源与动力工程学院与流体与声学工程实验室共同邀请西北工业大学王丁喜教授在线上作题为《多级叶轮机叶排相干非定常流高效高保真数值方法研究》的精彩报告,分享最新研究成果。本次报告由动力学院本科教学副院长孙大坤老师主持。

王丁喜教授是西北工业大学教授/系主任和气动弹性研究团队学术带头人。研究方向为叶轮机气体动力学和气动弹性力学。2008-2015年在西门子先后担任senior & principal engineer,2014-2015年在牛津大学做兼职访问学者。主持NSFC面上项目1项,两机专项子课题1项,参与NSFC重点项目1项,提出时空谱方法、时频域转静交界面方法等非定常流和气弹分析高效降阶数值方法,发表叶轮机气动和气弹领域主要学术论文40余篇。曾获得2016年国家青年人才计划支持,全球动力和推进协会(GPPS)2021年服务奖。

本次报告中,王丁喜教授围绕多级叶轮机叶排相干非定常流高效高保真数值方法研究进行了详尽的介绍。通过对传统方法进行剖析,分析其局限性,最终给出了自己的解决方案,取得了重要进展。

由于转子的转动,叶轮机中的流动具有固有非定常的特性。为了在日常设计中评估非定常流对叶轮机气动和气弹性能的影响,在过去二十多年期间,基于傅里叶级数的高效降阶方法得到了发展,其典型代表有非线性谐波方法和时域谐波平衡方法。其中时域谐波平衡方法因其适用于周期性流动、容易编程实现等特点得到了广泛的应用。尽管如此,该方法仍存在一系列问题,比如在非定常流频率较高时出现求解不稳定,不能基于单通道计算域同时解析时间和空间谐波或者频率相同叶间相位角不同的非定常流组分,因此其在多级叶轮机叶排相干非定常流分析中的应用受到了限制。

为了解决时域谐波平衡方法存在的这些问题,王丁喜教授先后提出了时空多重网格方法、时间-通道耦合谱方法和时间/通道谐波选取方法,对时域谐波平衡方法进行了扩展,在多级叶轮机叶排相干非定常流高效高保真数值分析方面取得了具有自身特色而且富有成效的研究进展。

报告结束之后,参会师生针对报告内容进行了交流与讨论,与王丁喜教授进行了深入的探讨。在此次交流中师生们收获颇丰,加深了对多级叶轮机叶排相干非定常流高效高保真数值方法研究的了解。

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