6.23關于英文寫作、CFD、實驗流體力學、葉排間干涉資料的整理
今天沒有完成比較系統(tǒng)的工作,主要改小論文英文表達和整理一些專業(yè)資料
(1)英文寫作
英文寫作太重要了,在搞科研的過程里一定不能間斷英語的學習,現(xiàn)在有點后悔前兩三年沒能一直保持英文寫作的習慣。雖然平時讀英文文獻沒什么壓力,但是寫作和閱讀是兩回事,接下來要每天保持有效寫作500詞
(2)計算流體力學和實驗流體力學的關系
Whittle Laboratory的John D Denton 大佬在2010年ASME會議上發(fā)表的關于葉輪機械中CFD方法性能分析報告:SOME LIMITATIONS OF TURBOMACHINERY CFD[1].
這里直接給出文章結論,大概是如下幾條:
1 利用計算流體動力學對葉輪機械性能的預測存在很大的不確定性。有些誤差是由于計算流體力學本身建模的局限性,有些誤差是由于未知的幾何形狀和未知的邊界條件。特別是針對失速問題、葉排氣動損失和葉輪機械效率,使用CFD可能獲得錯誤結果,需要盡可能根據(jù)實驗結果做校準。因此,不應該因為使用CFD而減少實驗測試,而是需要針對特定的設計方案,結合實驗結果對開展的CFD分析做校準。
2 近些年隨著CFD的發(fā)展,建模誤差已經(jīng)逐漸減少,并且將繼續(xù)減少。但是在DNS成為一種普遍使用的設計分析方法之前,似乎不太可能出現(xiàn)一種通用的湍流或者轉捩模型。對于加工誤差、密封、葉頂間隙、粗糙度等更現(xiàn)實的問題,仍然需要進一步發(fā)展相關方法來減小建模和幾何誤差。針對湍流流動,目前方法預測結果有較大不確定性。
3 即是CFD存在上述一些限制,但它仍然是一個極有價值的工具,作者肯定不會建議少使用它。但是它更適合用于比較,而不是獲得一個絕對的結果。比如使用CFD檢查兩種葉頂間隙對葉輪機械整體性能的影響,判斷其敏感性,提高了用戶對流場物理特性的理解,可能不會直接獲得準確可信的定量預測結果,但對于改進流場質量會有一定幫助。
然后是實驗流體力學,實驗流體力學一直很重要,傳統(tǒng)的CFD方法(這里指勢流方法/URANS/LES)計算結果的準確性需要實驗或者是DNS計算數(shù)據(jù)驗證,畢竟實驗獲得的結果是真實測出的,在保證實驗設計合理、操作流程準確、儀器無故障的前提下,測得的結果一般不會太離譜,是可信的。但是CFD需要考慮到要研究問題的流場形態(tài),根據(jù)流場特征合理劃分網(wǎng)格、選擇合適的湍流/轉捩模型,近幾年自適應網(wǎng)格等技術的出現(xiàn)也反映出研究人員對網(wǎng)格和流場匹配的要求,經(jīng)常用實驗結果來驗證CFD的可信程度。如果成本和技術允許,盡量做實驗。
流體力學前沿工作,可能得細分一下所屬領域是 理論方法 還是 工程研究。如果從理論方法來說,計算流體力學算法開發(fā)確實比做實驗更快,實驗相關理論相對來說更穩(wěn)定成熟,近幾年人工智能引入實驗結果處理,可能也給實驗流體力學的理論研究帶來一些動力。工程研究的話,實驗流體力學可能會更直接,搭起試驗臺,然后批量開展要研究特性的實驗,獲得結果的準確性和速度不是計算流體力學能相比的。所以還是得看需求,獨立開展實驗測試、實驗結果校驗CFD計算結果、完全CFD的特性定性分析,都可以做。
(3)葉排間干涉類型
由于排間流場的周向不均勻性,當相鄰葉排相互運動時,勢必會在排間形成周期性的擾動。根據(jù)線化的 Euler 方程知道,排間擾動可以分為三類,即:熵擾動,渦擾動和勢擾動。其中熵擾動和渦擾動的傳播速度為流體的當?shù)厮俣?,因?其通常只會由上游葉排傳往下游葉排,其產(chǎn)生主要來源于上游葉排的尾跡。而對于勢擾動來說,其有兩個傳播速度,即:當?shù)厮俣?音速和當?shù)厮俣?音速,因此,其會同時向上游和下游傳播,其產(chǎn)生的主要來源是周向的靜壓不均勻性(如激波等)。
----《基于諧波平衡法的對轉風扇非定常特性分析和設計方法研究》