苗森春, 欧奕, 吴江波, 申正精, 王晓晖, 杜小泽
太阳能学报. 2026, 47(6): 93-101.
doi: 10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0153
为研究超临界二氧化碳(sCO2)离心压缩机反转作透平时流场内高维非定常流动特征,以一台离心压缩机反转作透平为研究对象,采用CFX流场分析软件进行数值模拟,将模拟得到的结果进行动态模态分解(DMD),得到叶轮前4阶模态时空信息。分析结果表明:DMD方法可将非定常流场分为能量、频率不同的模态,包括能量占比第一,频率为0 Hz的基本模态、能量占比第二,频率为一倍转频的动静干扰模态和能量占比较低,频率为多倍转频的动静干扰模态高次谐波特征;基本模态的主要特征是由叶轮几何参数所引起的、动静干扰模态的主要特征是由叶轮与导叶等静止部件之间的动静干涉作用引起的、动静干扰模态的高次谐波特征展现了流场内部的细微流动特征;1阶模态中小流量工况下相对液流角小于进口安放角,会在叶片进口压力侧产生流动分离,大流量工况下液流角大于安放角,会在叶片进口压力侧产生流动冲击,吸力侧产生流动分离。DMD方法可对叶轮内非定常流场进行解耦,提取出流场中非定常流动特征。