樊涛
- 作品数：8 被引量：70H指数：4
- 供职机构：中国电力工程顾问集团华东电力设计院更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划教育部“新世纪优秀人才支持计划”国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理更多>>
- 涡旋射流控制逆压梯度平板边界层分离的涡结构研究被引量：4
- 2012年
- 为了研究涡旋射流控制边界层分离的物理机理,设计、搭建了涡旋射流控制逆压梯度平板边界层分离实验台,在此基础上对低雷诺数下平板边界层分离及射流控制进行了实验和数值研究.通过对比不同射流控制方式的统计特性及射流控制效果,揭示了射流流场大尺度相干结构的演化规律.射流瞬时流动细节的研究表明:发卡涡和类发卡涡是逆压梯度环境下直射流和斜射流中比较典型的涡结构;在斜射流中,随着类发卡涡的发展,射流孔下游发展成熟的类发卡涡涡腿外侧出现了不断增强的次生流向涡结构;次生涡结构对壁面附近能量的增大和质量的输运、耗散具有重要的作用.经对比发现,斜射流控制流动分离的效果明显优于直射流.
- 张荻樊涛蓝吉兵谢永慧
- 关键词：大涡模拟
- 涡旋射流控制扩压器分离流动的大涡模拟被引量：7
- 2008年
- 为研究涡旋射流对湍流边界层分离控制的机理,基于大涡模拟方法建立了具有涡旋射流、扩张角为14°的圆锥扩压器数值分析模型,计算结果与相应试验数据吻合良好,验证了计算模型的合理性与精确性。通过对特征截面上流场参数的详细分析,获得了射流导致的复杂涡系形成过程,发现了射流孔附近的强涡来源于剪切层涡,剪切层涡经过破碎和耗散,在射流下游近区发展为强弱不对称的反向涡对,在下游远区形成一个纵向涡旋,该涡旋将主流流场边界层外的高能流体卷入到边界层内,增加了边界层内部的流动能量,从而延缓或抑制了流动分离。与相同条件下未采用涡旋射流控制的扩压器相比,其压力恢复系数增加19.8%,表明涡旋射流是一种有效的边界层分离控制方法。文中还分析了不同射流孔数和射流倾斜角对于压力恢复系数的影响,发现选择合适的涡旋射流孔数及其射流倾斜角等参数,可以更有效的控制扩压器内流动分离。
- 樊涛谢永慧张荻
- 关键词：大涡模拟
- 矩形扩压通道内流动控制的实验与数值研究被引量：2
- 2010年
- 采用粒子成像测速技术和大涡模拟方法对带有涡旋射流的矩形扩压器分离控制的流场进行了实验和数值分析,数值计算结果与实验数据吻合良好。通过分析实验和计算得到相关截面速度和涡量分布,讨论了涡旋射流的二维涡结构;同时应用三维涡识别技术获得了射流产生各种涡旋结构的流动形态,重点研究射流流向涡结构的生成、发展等动力学演化过程。结果表明:射流剪切层涡系的结构随着时间推移从涡卷演化为了涡环;射流孔口前缘的马蹄涡系具有较强的稳定性,反向涡对具有明显的时均特性。此外还通过对比射流控制前后扩压器表面压力系数、分离区长度、扩张段流动形态及观测点功率谱分析等多种方式探讨了射流控制流动分离的控制效果,并指出射流在下游远场形成的纵向涡旋将主流流场边界层外的高能流体卷入到边界层内,增加了边界层内部的流动能量,从而延缓或抑制了流动分离。
- 谢永慧樊涛张荻叶冬挺王顺森
- 关键词：大涡模拟
- 基于多块网格技术的排汽缸与低压级组耦合流动分析被引量：3
- 2007年
- 网格生成是复杂流动数值分析的重要组成部分,网格品质的好坏直接影响到数值解的获得和计算精度。对于汽轮机低压排汽缸和末两级耦合的流场来说,单块网格难以保证计算的准确性。为了更加透彻的认识排汽缸内三维流动的细节,利用多块网格技术生成了排汽通道分块结构化贴体网格,通过求解由RNGk-ε双方程湍流模型封闭的三维时均N-S方程对其进行了耦合数值分析,并采用混合平面方法处理末两级叶栅及其与排汽缸之间动静面的参数传递和相互干扰的问题,获得了排汽缸内部的压力和速度分布等重要流动信息。结果表明该方法能够预测出汽轮机排汽通道内部的流动特性,所得到的结果对排汽缸的优化设计具有重要的指导意义。
- 樊涛谢永慧张荻孙弼
- 关键词：汽轮机多块网格排汽缸
- 定常与脉冲涡旋射流下矩形扩压器流动分离控制研究
- 2010年
- 为了研究涡旋射流控制流动分离的物理机理,基于大涡模拟方法对涡旋射流控制下的矩形扩压器流场和射流流向涡结构的生成、发展等动力学演化过程进行了数值研究.结果表明:射流产生的流向涡将主流高动量气流带入分离区,增加了边界层内气流流动方向的动量,使流动分离得到了抑制.射流流场的涡结构主要由射流剪切层涡、马蹄涡、尾涡组成,由于速度梯度大小的变化,使得射流剪切层涡系的结构随着时间推移从涡卷演化为涡环.对于脉冲射流,在低频脉冲下,射流产生的流向涡呈涡卷结构,流动控制效果明显.在高频脉冲下,射流剪切层涡演变成间歇涡环结构,流动控制效果减弱.通过对比脉冲频率和占空比对流动控制的影响发现,占空比为0.5、频率为20Hz的脉冲射流具有较好的流动控制效果.
- 谢永慧樊涛张荻
- 关键词：大涡模拟涡结构
- 透平级三维粘性非定常流动及气流激振力研究被引量：13
- 2008年
- 非定常性是透平机械内部流动的固有特性。非定常流动不仅对透平机械的气动性能具有一定的影响,还会产生导致动叶片振动疲劳的气流激振力,所以对于透平级的非定常流动分析十分必要。文中基于CFX软件,采用RNGk-ε湍流模型、双时间步法、滑移界面法以及结构化网格建立了一级半透平级(静叶/动叶/静叶)三维非定常粘性流场的数值模型及计算方法;在此基础上详细分析了流场特性随时间的变化,发现时均非定常等熵效率小于相应的定常等熵效率;同时获得了作用于动叶上随时间变化的气流力以及气流激振力因子,该因子数值与汽轮机设计人员广泛采用的由实践而来的数据吻合良好。文中研究结果有利于分析非定常流动对透平机械气动性能影响的机理,并且为叶片的振动响应以及疲劳寿命分析提供必要的参数。
- 谢永慧蓝吉兵樊涛
- 关键词：透平级非定常流
- 汽轮机排汽通道复杂流动数值研究的现状与进展被引量：16
- 2007年
- 通过对汽轮机排汽缸通道内三维复杂流动数值研究的分析和整理,综述了国内外排汽缸数值研究现状及进展,以期对此方面的研究及其工程应用起到促进作用。文中结合作者目前进行的汽轮机末级与排汽缸耦合数值模拟研究,对数值模型、求解方法、界面处理等关键问题进行了阐述和探讨,并提供了作者完成的基于末级与排汽缸耦合数值模拟的300MW和600MW汽轮机排汽缸的结构改进及参数优化。
- 樊涛谢永慧
- 关键词：汽轮机排汽缸
- 汽轮机低压排汽缸与末两级耦合流动的三维数值模拟被引量：31
- 2007年
- 数值模拟一直是研究大功率汽轮机低压排汽缸内流场的主要方法之一。但是,国内外的研究大多只构造单个排汽缸模型进行分析,并未考虑到末级动叶排出汽流的不均匀性等因素的影响。为了更加透彻地认识排汽缸内三维流动的细节,文中通过求解由RNGk-ε双方程湍流模型封闭的三维时均N-S方程对汽轮机低压排汽缸和末两级耦合流动进行了数值分析,并采用"混合平面"方法处理末两级叶栅及其与排汽缸之间动静面的参数传递和相互干扰的问题,获得了排汽缸内部的压力和速度分布。与单独排汽缸数值分析相比,该方法能够获得更为接近实际的数值结果,并为汽轮机通流部分及排汽缸的设计研究提供了新思路,所得到的结果可为排汽缸的优化设计提供参考。
- 樊涛谢永慧张荻孙弼
- 关键词：排汽缸
