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随着计算机技术的快速发展,计算流体力学(CFD)技术成为了研究叶轮机械内部流动的重要手段。叶轮机械内部流动的数值模拟是基于求解雷诺平均的Navier-Stokes(RANS)方程组来实现,需要选择合适的湍流模型封闭方程组。过往的研究表明,湍流模型的选择对数值计算结果的精度有很大的影响。本文将五种湍流模型分别应用到叶轮机械的数值模拟中,研究了不同湍流模型对叶轮机械流场计算结果精度和流场信息捕捉能力,同时分析了湍流模型对叶轮机械气动和流场特性的影响。首先,采用Fortran语言发展了一套网格处理程序,可以对NUMECA的Autogrid5模块生成的多块结构化网格进行处理,使处理后的网格能够直接用于NASA Langley Research Center开发的求解器CFL3D。同时开发了后处理程序,以便利用Tecplot软件对处理后的结果进行显示。最后将前处理器,求解器和后处理器三部分组合起来,搭建了叶轮机械数值计算平台CFL3D_Turbo。基于CFL3D_Turbo开展算例分析,并将计算结果与NUMECA的计算结果进行对比,验证了CFL3D_Turbo数值计算平台能够较好地模拟叶轮机械内部流场。其次,分别将B-L模型、S-A模型、SST k-ω模型、Chien k-ε模型和k-ε-R_t模型分别应用到Durham压气机平面叶栅流场的数值模拟中,研究和分析了不同湍流模型对流场分布以及计算结果精度的影响和彼此的差异。结果表明,CFL3D_Turbo数值计算平台能够较好的模拟平面叶栅的内部流场,Chien k-ε模型的计算精度最差,k-ε-R_t和S-A模型的计算精度更高;S-A和SST k-ω模型的计算稳定性和收敛性相对更好,而Chien k-ε模型最差。最后,以NASA rotor37跨声速轴流压气机转子为研究对象进行数值模拟,详细分析了不同湍流模型对流场的影响以及本文程序的计算结果与实验数值之间的差异,结果表明CFL3D_Turbo数值计算平台能够较好的反映转子内部流场情况,B-L模型的计算误差最大且对流场激波的捕捉也不够准确;Chien k-ε模型的收敛性最差,SST k-ω和k-ε-R_t模型的计算稳定性相对较差,而B-L和S-A模型的计算稳定性和收敛性都更好。通过算例计算结果的对比和分析,本文获得了不同的湍流模型对叶轮机械流场计算结果精度的影响,可以为叶轮机械流场数值分析中的湍流模型选取和改进提供参考。