【PY】【CFX】对间隙及CT轴向动量的处理

做了两套动量的处理
一套是叶尖间隙轴向动量
一套是处理缝开口轴向动量
动量的定义都是参考GT2017, Smith的

有这么几个问题需要注意:

  1. 处理叶尖间隙时的错误
    第一步积分的时候应该是对R积分
    但是我用的是对Span积分,这个全部要改

  2. 无量纲的处理
    根据GT2017, Smith的做法,最终得到的动量值为无量纲值
    首先得到沿径向分布的动力值,公式如下:

    image.png

    注意,为了无量纲,在分母上除以轴向弦长cx
    根据量纲分析:
    量纲分析.jpg

    这个μ就已经是无量纲的参数
    随后在轴向方向上进行积分,由于μ的公式中已经乘了cx
    所以这里积分的范围是从0-1,如下式:
    image.png

    这样积分得到的Cμ也是无量纲的

  3. 角度cosα的处理
    μ的计算公式中注意到分子上出现了除以cosα
    这是将vnvx方向分解

  4. CT开口处的处理
    采用与间隙动量类似的定义方法
    这里参考了马宁对CT开口处动量的定义:

    image.png

    主要就是rou * vr * vx
    积分的顺序可以类比间隙

    • 先在周向方向上积分(相当于间隙中在径向方向上积分)
    • 再在轴向方向上积分
  5. CT开口处积分的技巧

    • 周向积分
      在间隙径向方向是对半径进行积分
      那么在CT开口面进行周向积分,是对CT开口的一条边进行积分
      这个积分的技巧是,通过输出开口边的theta值,得到边长的坐标
      做法是,先在CFX里定义theta = atan(Y/X),然后边长L=theta * R就可以了
      • 注意,这里的theta在Expression里面是弧度rad单位,但是赋到一个Variable之后单位就变成了角度°单位。所以要theta * pi / 180处理成弧度
        (之前处理堵塞计算径向和周向梯度也用到了theta,但因为是直接用的Expression,所以应该没有问题)
    • 轴向积分
      同样在μ的计算公式里分母除以cx,而后续在轴向方向上的积分
      虽然轴向方向上不是弦长前缘到尾缘,但计算了处理缝开口位置相对轴向弦长的位置,所以也是无量纲的。
  6. CT开口处网格点的顺序
    首先,开口处的网格数是29 * 93,29是周向,93是轴向
    然后,数据的顺序是,固定一个轴向位置,输出29个周向方向的点;跳到下一个轴向位置,输出29个点,如图:

    微信图片_20170927205400.jpg

    注意,具体实施时发现,数据中又出现了两倍的周向数据混在一起的情况
    而且不仅是在数据一开始,而且在数据中部也有出现
    对于DTC半圆缝的这个网格,出现位置在0 ~ 58以及1885 ~ 1943
    在数据中去除这些数据,共计四个轴向位置29 * 4的数据
    这样,数据总量为89 * 29 = 2581

  7. CT开口处顺序不是从小到大,需要排序
    后续程序中还发现,得到了轴向分布曲线,后半段数据的顺序是反的
    虽然画图不影响,但是trapz的积分结果是错的!
    所以要把数据重新排序
    方法是把Xi和miuXi两列数据合并成一个矩阵,然后对Xi那一列用lexsort进行排序,这样miuXi那一列的顺序也会跟着变
    这样得到的积分结果和CFX-Post直接面积分处理的结果是相近的!

  8. 程序与CFX-Post中的相互对应

    • 求Cμ值
      在程序或者说在公式中,先沿着径向(间隙动量)或周向(CT动量积分),得到μ沿轴向分布;再沿着轴向积分,得到无量纲的
      而在CFX中,如果我要得到,则直接对μ的被积函数在CT开口进行面积分areaInt
      但由于这个面积分会乘上面积,所以为了使最后得到的Cmiu结果与程序中量纲相同,CFX的被积函数是不用乘以轴向弦长cx
    • 做μ分布与程序曲线对比
      而如果是要表达动量面上的分布情况,为了和程序的μ沿轴向分布对应上,被积函数是要乘以cx
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