李 军

(江苏天楹赛特环保能源集团有限公司，江苏南通226600)

1 引言

涡轮内部流动的时间和空间结构极其复杂，一般情况下为非定常三维湍流流动。典型的流动现象有分离流、二次流、边界层的相互作用以及叶片尾迹区的复杂流动等。深入认识其内部流动的本质、流动结构等，提高涡轮装置性能，降低涡轮装置能耗，对国民经济发展具有重要意义。

国外对叶轮机械的定常和非定常课题做过大量的研究，叶轮机非定常流场的求解可追溯到1977年Yamamoto[1]的工作，此后Rai和Hodson等对二维及三维非定常流场进行了数值求解，并解决了非定常计算中遇到的一些问题[2，3]。国内对涡轮和压气机的定常、非定常数值模拟也做了许多工作。如今将非定常效应纳入设计体系，将有利于叶轮机效率的提高，非定常流场的数值求解技术及非定常流动现象的研究，正成为叶轮机业研究的热点。

一般而言，上下游叶栅间的相对运动会导致尾迹干扰、栅后叶片排对上游叶片排的势流作用等。图1示出了损失形成机理的数值计算结果[4]，显示出上游的尾迹能够被输送到下游，并与下游数列叶栅的尾迹相互干扰，以及二次流、叶顶泄漏流的产生和发展等[5，6]。

2 圆柱模拟

对于圆柱绕流和非定常尾迹的研究，在理论分析和实际工程应用中有相当重要的意义。迄今为止，各国学者针对不同条件下的圆柱绕流，从实验到数值模拟进行了全方位研究，多年的学术积淀为描述非定常尾迹运动机理提供了有力的理论依据和实验验证[7～9]。……