流体分析（CFD） — 叶轮机械 — 文章目录
叶轮机械CFD的目标是预测泵、压缩机、风机和涡轮的扬程（压比）、效率、功率随流量变化的性能曲线，以及空化、喘振等运行极限。旋转部件与静止部件之间的相互作用是这一领域特有的难点：在定常计算中用冻结转子法或混合平面法近似，需要捕捉动静干涉的非定常效应时则使用滑移网格法。
本目录收录泵、轴流压缩机级、水轮机、汽轮机、涡轮增压器、风扇等各类机械的分析，以及冻结转子法、混合平面法、滑移网格法等处理旋转的方法和比转速等设计指标。先用比转速确定机型，再按所需精度选择旋转处理方法，是实务中的基本顺序。
收录文章
- 轴流压缩机级
轴流压缩机级设计需控制叶栅扩散因子以抑制逆压梯度下的边界层分离。本文讲解Euler涡轮机械方程、de Haller准则与扩散限制、旋转系定式化、湍流模型选择、边界条件设置， - 泵空化
泵空化分析以NPSH定义与Rayleigh-Plesset方程为理论基础，对泵的安全运行至关重要。本文讲解均质混合模型、数值设置要点、NPSH特性曲线的获取步骤、空化可视化与评价方法， - 压缩机CFD仿真
基本控制方程相同，但在离心压缩机中扩压器的作用更大，在轴流式中叶片负荷管理是主要课题。共同之处是CFD对压力比和绝热效率的预测精度有高要求。 - 风扇与风机CFD
风扇与风机CFD依据压力比区分机型，多数情况可按不可压缩处理，高速风扇需考虑叶尖马赫数。本文讲解风扇相似定律、全压静压与噪声预测基础、MRF与滑移网格方法、不可压与弱可压选择，风扇特有网格技巧， - 冻结转子法
冻结转子法的理论、数值计算手法、实务应用讲解。旋转机械CFD分析的定常计算手法，用于叶轮和泵的性能预测。 - 水轮机CFD仿真
涡轮CFD分析全面涵盖从理论基础到数值计算方法与实务应用。本文讲解控制方程、模型构成、网格生成与湍流模型选择，介绍叶片冷却共轭传热分析， - 泵CFD分析
离心泵的CFD分析主要预测扬程、效率和轴功率等基本性能，并作成H-Q特性曲线。本文介绍了利用CFD进行具体扬程计算的方法（从全压差的简便计算式 H = (p_t2 - p_t1)/(ρ g) 等），以及泵设计评估中CFD分析的要点。 - 混合平面法
混合平面法通过在动静交界面强制质量、动量与全焓守恒来处理多级涡轮机械计算。本文讲解其守恒性的确保、通量守恒型实现的差异、多级计算配置与Non-Reflecting变体， - 泵CFD分析
泵CFD分析需区分仅含流体损失的水力效率与含机械损失的总效率。本文讲解欧拉扬程与效率定义、MRF定常解析、网格生成、湍流模型与边界条件设置， - 径向涡轮
径向涡轮广泛用于涡轮增压器，需应对发动机间歇排气引起的进口压力脉动。本文讲解全压静压效率与速度比、模型构成、网格生成、湍流模型选择， - 二次流
在CAE解析中至关重要的「二次流」是指在涡轮机械叶栅内垂直于主流方向发生的流动。端壁边界层在叶片压力梯度作用下横向流动，形成复杂的涡结构。本文阐述了导致能量损失的「通道涡」和「马蹄涡」等的发生机制，以及它们对性能的影响。 - 滑移网格法
MRF将转子位置固定以求伪稳定解，而滑移网格法则在每个时间步长中物理上旋转旋转域的网格。通过非共形网格界面（Non-Conformal Interface）进行信息插值。 - 汽轮机CFD仿真
涡轮CFD分析的基础理论到实务应用。压缩机与涡轮的差异、数值计算方法、软件对比。旋转机械设计中必不可少的CFD仿真技术。 - 涡轮机CFD仿真
涡轮CFD分析的理论基础和数值计算方法。实现性能预测和效率提升的实务应用指南。CFD分析、流动仿真。 - 比速度与设计指南
比速度是由流量、扬程（压力差）、转速计算的无次元参数，是确定最优机械型式的最基本指标。 - 涡轮增压器CFD仿真
基本的控制方程相同，但离心压缩机中扩压器的作用很大，轴流式中叶片负荷管理是主要课题。共同之处在于CFD需要精确预测压力比和绝热效率。 - 风力机CFD仿真
涡轮CFD分析的理论基础到实务应用。压缩机的区别、数值计算方法、软件比较说明。CFD、流体分析优化。 - 风摩损失
风摩损失源于旋转圆盘与周围流体的摩擦，von Kármán的旋转圆盘理论奠定了其分析基础。本文讲解旋转圆盘摩擦损失、流动体制划分、力矩系数经验式、CFD模型构成与湍流模型选择、网格要求，