(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111431766.1 (22)申请日 2021.11.29 (71)申请人 中国船舶工业 集团公司第七0八研 究所 地址 200001 上海市黄浦区西藏 南路1688 号 (72)发明人 蔡佑林　邱继涛　陈刚　刘建国　 尹晓辉　汲国瑞　 (74)专利代理 机构 上海申汇 专利代理有限公司 31001 代理人 翁若莹　柏子雵 (51)Int.Cl. F01D 5/14(2006.01) F03B 3/12(2006.01) G06F 30/17(2020.01)G06F 30/20(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 用于透平机械二次流分析评估第三类流面 及其设计方法 (57)摘要 本发明提供一个技术方案是提供了一种用 于透平机械二次流分析评估的第三类流面， 其特 征在于， 所述第三类流面S3与S1流面以及S2流面 均正交。 本发 明的另一个技术方案是提供了一种 上述的第三类流面的设计方法。 本发 明的另一个 技术方案是提供了一种上述的第三类流面的应 用， 其特征在于， 用于再现、 分析并量化评估透平 机械叶片二次流。 本发明提供了用于再现并评估 透平机械内二次流的第三类流面S3以及该第三 类流面S3的设计方法， 实现了二次流的分析与 量 化评估， 为透平机械流动性能的提升奠定了基 础。 权利要求书1页 说明书2页 附图1页 CN 114251129 A 2022.03.29 CN 114251129 A 1.一种用于透平机械二次流 分析评估的第三类流面， 其特征在于， 所述第三类流面S3与 S1流面以及S2流面均正交。 2.如权利要求1所述的一种用于透平机械二 次流分析评估的第 三类流面， 其特征在于， 所述第三类流 面S3上流动的均为 二次流。 3.如权利要求1所述的一种用于透平机械二 次流分析评估的第 三类流面， 其特征在于， 所述S1流面为回转流面。 4.如权利要求1所述的一种用于透平机械二 次流分析评估的第 三类流面， 其特征在于， 所述S2流面为叶片骨面。 5.一种如权利要求1所述的第三类流 面的设计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1、 在透平机 械内作S1流面； 步骤2、 在透平机 械内作S2流面； 步骤3、 在透平机械内根据与S1流面及S2流面均正交的原则作如权利要求1所述 的第三 类流面S3。 6.如权利要求5所述的一种第三类流面的设计方法， 其特征在于， 步骤1中， 所述S1流面 为回转流面。 7.如权利要求5所述的一种第三类流面的设计方法， 其特征在于， 步骤1中， 所述S2流面 为叶片骨面。 8.如权利要求5所述的一种第三类流面的设计方法， 其特征在于， 在所述步骤3之后还 包括： 步骤4、 在所述第三类流 面S3再现、 分析并定量评估二次流。 9.如权利要求8所述的一种第 三类流面的设计方法， 其特征在于， 在步骤4中， 应用数值 模拟技术进行所述再现、 分析并定量评估二次流。 10.一种如权利要求1所述的第 三类流面的应用， 其特征在于， 用于再现、 分析并量化评 估透平机械叶片二次流， 利用数值模拟工具结合如权利要求1所述的第三类流面S3， 实现二 次流的量 化评估。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114251129 A 2用于透平机械二次流分析评估第三类流面及其设计方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种透平机械微观流场二次流的分析技术， 应用本发明提供的技术实 现了透平机械二次流的再现与评估， 属于流体机 械领域。 背景技术 [0002]针对透平机械内复杂的流动现象， 1952年， 吴仲华教授提出了著名的两类相对流 面， 揭开了流体机械三元设计分析的新纪元。 两类相 对流面分为S1和S2流面， S1流面近似为 回转面， S2流面近似为叶片骨面， 通过S1流面和S2流面将泵内的三元流动分解为两个相关的 二元流动。 [0003]透平机械任意相邻的两叶片与轮毂构成的叶栅通道内， 压力面压力高， 吸力面压 力低， 存在压力差， 压力面边界层内低速流体在压力梯度作用下， 从压力面经轮毂流向吸力 面， 形成经典的与主流运动垂 直的二次流。 二次流是透平机械内普遍存在的现象， 存在于叶 片表面边界层内。 二次流不仅使吸力面边界层增厚， 容易分离， 直接引起能量损失， 而且还 产生水力损失， 使主流流场 发生畸变从而降低性能。 两类流面描述了叶栅内的主流运动问 题， 不能分析评估与主流运动垂直的二次流问题。 对于二次流问题， 通过多年的研究， 其机 理基本解决， 但对透平机 械性能影响的量 化评估至今未能解决。 发明内容 [0004]本发明要 解决的技术问题是： 针对透平机械内复杂的流动现象， 现有的S1流面和S2 流面不能分析评估与主流 运动垂直的二次流问题。 [0005]为了达到解决上述技术问题， 本发明的一个技术方案是提供了一种用于透平机械 二次流分析评估的第三类流面， 其特征在于， 所述第三类流面S3与S1流面以及S2流面均正 交。 [0006]优选地， 所述第三类流 面S3上流动的均为 二次流。 [0007]优选地， 所述S1流面为回转流面。 [0008]优选地， 所述S2流面为叶片骨面。 [0009]本发明的另一个技术方案是提供了一种上述的第三类流面的设计方法， 其特征在 于， 包括以下步骤： [0010]步骤1、 在透平机 械内作S1流面； [0011]步骤2、 在透平机 械内作S2流面； [0012]步骤3、 在透平机械内根据与S1流面及S2流面均正交的原则作上述的第三类流面 S3。 [0013]优选地， 步骤1中， 所述S1流面为回转流面。 [0014]优选地， 步骤1中， 所述S2流面为叶片骨面。 [0015]优选地， 在所述 步骤3之后还 包括： [0016]步骤4、 在所述第三类流 面S3再现、 分析并定量评估二次流。说　明　书 1/2 页 3 CN 114251129 A 3