涡旋式流体机械非稳态数值模拟及泄漏流动分析

《涡旋式流体机械非稳态数值模拟及泄漏流动分析》是一篇关于涡旋式流体机械在非稳态工况下的数值模拟和泄漏流动特性的研究论文。该论文旨在深入探讨涡旋式流体机械在实际运行过程中，由于流体流动的不稳定性所引发的各种复杂现象，并通过数值模拟的方法对这些现象进行分析与预测。

涡旋式流体机械广泛应用于压缩机、膨胀机以及泵等设备中，其核心结构是涡旋盘，由固定涡旋盘和旋转涡旋盘组成。这种结构能够实现气体或液体的高效压缩或输送。然而，在实际运行过程中，由于入口流量、压力波动以及转速变化等因素的影响，涡旋式流体机械内部的流动状态往往呈现出非稳态特性，这可能导致效率下降、振动加剧甚至设备损坏。

为了更准确地描述涡旋式流体机械在非稳态条件下的流动行为，本文采用计算流体力学（CFD）方法进行数值模拟。通过建立三维瞬态模型，结合湍流模型和多相流模型，对涡旋腔内的流体运动进行详细分析。同时，论文还考虑了涡旋盘之间的间隙泄漏问题，这是影响涡旋式机械性能的重要因素之一。

在泄漏流动分析方面，论文重点研究了涡旋盘之间由于制造公差或磨损导致的间隙泄漏对整体性能的影响。通过设置不同的间隙尺寸，模拟不同工况下的泄漏量，并分析泄漏流动对涡旋腔内压力分布和温度场的影响。结果表明，随着间隙增大，泄漏量显著增加，进而导致压缩效率下降和能量损失加大。

此外，论文还对非稳态流动过程中的压力脉动和速度分布进行了详细分析。通过对时间序列数据的处理，提取出关键频率成分，并结合频谱分析方法，揭示了涡旋式机械内部流动的周期性特征。这些研究成果有助于优化涡旋式机械的设计，提高其在非稳态工况下的稳定性和可靠性。

在实验验证部分，论文采用了高速粒子图像测速（PIV）技术对涡旋腔内的流动情况进行可视化测量，并将实验数据与数值模拟结果进行对比分析。结果表明，数值模拟能够较好地再现涡旋式机械内部的实际流动情况，为后续研究提供了可靠的理论依据。

综上所述，《涡旋式流体机械非稳态数值模拟及泄漏流动分析》这篇论文系统地研究了涡旋式流体机械在非稳态条件下的流动特性，特别是泄漏流动对设备性能的影响。通过数值模拟和实验验证相结合的方法，论文为涡旋式机械的设计优化和性能提升提供了重要的理论支持和技术参考。