可选涡轮机叶片特征参考

凹槽叶顶

涡轮机导入工作流程提供了指定逗号分隔值 (CSV) 文件的选项,该文件可为所选的叶片排指定凹槽叶顶几何。CSV 文件路径在初始选项自定义树下的 TipFeatureCSV 参数中指定。必须在导入 JSON 文件之前设置此参数。

如果模板模拟文件中引用了有效的文件,则该工具会尝试根据 CSV 文件中列出的参数创建凹槽叶顶。为了成功应用凹槽叶顶,叶片必须已定义叶片尖端间隙。如果叶片从轮毂穿过罩体呈连续状态,则尖端创建失败。

下图显示了 CSV 文件中凹槽叶顶表的示例。

凹槽叶顶输入文件的每个叶片排有四列:
  1. 叶片排编号。
  2. 凹口深度(以米为单位)- 叶片尖端让位槽的深度。
  3. 壁厚(以米为单位)- 尖端特征壁的宽度。
  4. 凹口起点(可选)- 如果凹槽叶顶没有凹口,则将此值设为 0。
    注凹口起点是沿压力面从尾缘到凹口起点的参数化距离(以 1 以下的分数表示)。它不是沿叶尖弦线的参数化距离。


冷却孔

涡轮机叶片包含薄膜冷却孔,用于用冷空气冷却叶片。冷却孔的实际几何非常复杂,仅包含在详细的共轭传热模拟中。但是,将冷空气引入主气道对于气动性能模拟非常重要。

涡轮机导入工作流程提供了指定逗号分隔值 (CSV) 文件的选项,可在该文件中指定叶片压力和吸力表面上的冷却孔块。CSV 文件路径在初始选项自定义树下的 CoolingHolesCSV 参数中指定。必须在导入 JSON 文件之前设置此参数。

如果模板模拟文件中引用了有效的文件,则该工具会尝试根据 CSV 文件中列出的参数创建冷却孔表面块。

冷却孔输入文件具有以下参数:
列标题名称 按单位解释 描述
叶片排 叶片排的编号,参数据其沿排中的每个叶片定义。
冷却行 沿叶片的冷却孔排编号,其中每排定义为冷却孔的阵列。一个给定的叶片可以有多个冷却孔排。
流向位置 沿流向方向的吸力面或压力面的孔中心位置。流向位置是沿吸入面或压力面从叶片的前缘 (0) 到后缘 (1) 测量的。沿吸入面的值为正,沿压力面的值为负。要将孔直接放置在尾缘上,将流向位置设为 1。
跨度起点 孔中心沿叶片跨度方向的位置。要放置冷却排的第一个孔,将跨度起点设为 0,表示涡轮机轮毂。
跨度终点 孔中心沿叶片跨度方向的位置。要放置冷却排的最后一个孔,将跨度终点设为 1,表示涡轮机罩体。
孔数量 沿指定行均匀间隔的孔数。
形状索引 0 代表圆孔,1 代表方孔。
孔区域 m 2 指定行中单个孔的面积。
质量流率 k g s − 1 通过整排的质量流率,该排被视为单个进口边界。
流总温 K 通过指定孔排的冷却空气总温。
流向角度 度 通过指定孔排的流体流向。流向角根据孔中心的表面法向测量得出。在值为:
  • 0 度,流垂直于叶片表面
  • 90 度:流体平行于叶片,朝向尾缘。
  • -90 度:流体向前缘移动
跨度角 度 流经指定孔排的流体的展度方向。跨度角根据孔中心的表面法向测量得出。在值为:
  • 0 度,流垂直于叶片表面
  • 90 度:流体向罩体移动
  • -90 度:流体向轮毂移动
湍流强度 应用于质量流量边界条件的湍流强度。
湍流长度比例 m 应用于质量流量边界条件的湍流长度比例。
跨度角和流向角都与叶片流向表面参数化对齐,且彼此不一定垂直。实际上,这意味着跨度 90 度和流向 0 度的流体矢量不能精确地沿冷却孔排排布,除非叶片足够平直,以致拓扑参数化相互垂直。但是,跨度 0 度和流向 90 度的流体必须遵循流向参数化。
注(可选)可以直接在 CSV 文件列标题中包含单位。应用程序将根据列标题名称标识每一列和相应的单元。示例:



清除流存根和补片

涡轮机和压缩机可以具有二级流道槽,它们通常作为轮毂和罩体上旋转组件和静止组件之间的间隙,用于在轮毂和/或罩体处特意注入或提取流体。此流体特征建模为轴对称块或残段。

块几何由以下内容定义:
  • 无量纲流向位置
  • 开口的宽度

短划线几何体由以下对象定义:

  1. 无量纲流向位置
  2. 开口的宽度
  3. 短划线的长度
  4. 相对于罩体的角度
可以指定一个 .csv 文件,在该文件中指定沿流道的吹扫流残段和块的几何定义,以及边界条件的值。.csv 文件路径在初始选项自定义树下的 LeakageFlowCSV 参数中指定。必须在导入 JSON 文件之前设置此参数。如果模板模拟文件中引用了有效的文件,则该工具会根据 .csv 文件中列出的参数创建吹扫流残段和块。该工具会自动创建滞止入口和质量流量出口边界条件。
清除流存根和补丁输入 .csv 文件具有以下参数:
列标题名称 以单位解释 描述
名称 补片或短划线几何体的名称。该工具会将名称附加到在 Simcenter STAR-CCM+ 中创建的几何和边界。
几何体类型 'patch' 或 'stub'。
流类型 “入口”或“出口”。
侧部 'hub' 或 'shroud'。
流向位置 无量纲流向位置,范围为入口处的 0.0 到出口处的 1.0。
宽度 m 短划线或补片开口的宽度。
长度 m 短划线的长度。
角 deg ⁡ 短划线相对于罩体的角度。
入口压力 P a 绝对坐标系中的总压力。
入口流向 相对坐标系中指定为 (x, y, z) 的流向矢量。
出口质量流率 k g s − 1 绝对坐标系中的出口质量流量。
出口温度 K 绝对坐标系中的出口温度。
注与特定配置无关的数据可以留空。示例: