NUMECA帮助文档(六)

第十二章跨叶片截面模块

12.1绪言

本章针对透平机械讲述快速三维跨叶片截面模块的分析过程。这个模块是全自动完成的并且利用一些NUMECA工具。

此外，附加模块FINE™/Design2D这些工具联系起来，可以进行叶片重新设计，改善叶片表面压力分布，关于这些详见第13章。

这个模块假设流动是轴对称的，并且流面形状和厚度也由用户提供或由参数自动生成(利用根部和顶部边界)。

几何输入数据必须由用户提供：

1、流面及叶片这个流面上的截面或

2、完整的叶片轮廓及端壁

本模块由网格自动生成与NS湍流方程组成。

在下一节讲述这个跨叶片截面模块的界面及对用户的建议。12-4节讲述自动生成网格的理论和求解方程。12-5节讲述几何数据和输出结果。12-6讲述实例。

12-2跨叶片截面模块的界面

在FINE™/Design2D界面之下运行跨叶片截面模块，这些可以高速，简单，交互式求解。所有参数可以在用户界面中选取，并自动创建输入文件及求解。监视工具，MonitorTurbo,可以在计算中和计算后检查收敛情况及结果。它可以实时查看叶片表面压力分布的收敛过程及叶片几何形状。

结果分析利用NUMECA CFViwe™后处理工具进行，自动进入跨叶片截面模式。

几何数据以ASCII输入文件列出，但是求解参数定义及边界条件在这个界面

中列出。

这个截面的描述由FINE™/Design2D界面中的菜单创建。更详细的说明见12-5.

12.2.1开始新的或打开现存S1面计算

在开始界面下，Project Selection窗口允许创建新工程或打开现存工程。对于创建新的跨叶片截面工程，按如下操作：

1、单击按扭Create a New Project

2、选取工程保存路径及输入文件名

3、关闭Grid File Selection窗口，Design 2D不需要输入网格文件

4、进入S1流面模块，菜单Modules/Design 2D

如果要打开现存工程，在Project Selection窗口中单击Open an Existing Project 按扭，并在File chooser窗口中选取一个文件。最近使用过的文件在最近工程列表中列出。如果所选取的文件是以Design2D模式保存的，则FINE™界面自动转到这个相应的模块，显示界面如图12.2.1-1所示。

FINE™/Design2D界面如同FINE™/Trubo界面一样，包括菜单，工具栏，计算设置与参数区域。在菜单中同样也有一个Modules项，可以快速转到其它模块。Design2D模块的图标栏仅包括2D计算内容。界面左侧的参数列表也是与2D计算一致的。这一项的大多数内容与FINE™/Turbo工程是相似的。之间的差别仅在于：

●在Flow Model页：Design2D模块不能进行非定常计算。

●Boundary Conditions页的说明见12-2.3

●Blade-to-blade data页的说明见12-2.2

●Initial Solution页的说明见12-2.5

12.2.2 跨叶片截面数据

Blade-to-blade data页(上图左侧倒数第三行展开)出现三个分项：

●叶片几何模型，参阅12.2.2.1

●网格生成参数，

●反问题：仅需2D设计参数，不需要分析。详见第13章。

叶片轮廓和子午流面(或端壁边界)是由一些连续的点的坐标构成的ASCII文件输入，详细说明见12-5节

所有的几何数据都有一个相同的长度单位(可以任意选择)。这个长度单位设置是在Blade geometry页Blade geometry项进行选择。

12-2.2.1 叶片几何定义

输入数据类型有三种形式可用：

-2D：仅对轴流适用，且流面为圆柱面(半径为常数)。这个叶片几何模型是在这个流面上。

-Q3D：The axisymmetric streamsurface is given, and the blade geometry is specified on the given surface.

-3D: 这个完全的3D几何模型是由连续的叶片截面组成（最少数2个截面，次序是从根部到顶部）。

a)流面数据

图12.2.2-2显示了输入参数区域。对不同的输入文件类型需要输入文件：

●2D 或Q3D：流面定义文件

●3D ：端壁文件，两个文件，根部曲线和顶部曲线

输入文件类型为3D则需要附加参数：

●几何分区或用户定义流面Geometrical division 或streamtube provided

●如果是Geometrical division：展向位置为0-1之间

●如果是streamtube provided：输入两个文件(两条直线)

In both cases the module automatically calculates the intersection of the 3D blade with the considered streamsurface。

对3D类型，推荐展向边界网格厚度为1%

In a 2D，Q3D or 3D case with streamtube provided, the blockage ratio permits to scale the streamtube thickness distribution.

无论哪种输入数据类型，都必须设置NB of points along meridional trace.这个值默认为300.