船用汽轮机极端变工况流场扰动及稳定运行特性

摘要

为辨识船用汽轮机极端变工况下流场扰动机理，确保其安全稳定运行，建立了高功率密度汽轮机全尺寸三维通流及结构模型，引入高精度多层网格划分技术，结合欧拉多相流模型与湍流模型，提出了适用于汽轮机大范围变工况的内部稳态和瞬态流场数值计算方法。开展汽轮机变工况流场扰动特性分析，揭示了极小流量工况汽轮机的内部流动特性，并确定了失稳流量阈值和整机稳定运行功率流量阈值。基于高精度流场分布基础数据，提出汽轮机末级单向流固耦合计算方法及流程，计算得到了末级叶片关键部位的静动应力变化规律，实现了末级叶片流致振动激励源识别与失稳特性分析，完成了叶片颤振特性评估，为汽轮机安全稳定运行提供了技术参考。

关键词

汽轮机末三级 / 小流量 / 非定常流动 / 流致振动