超臨界流體的案例
超臨界流體提取技術原理分析
純凈物質(zhì)要根據(jù)溫度和壓力的不同，呈現(xiàn)出液體、氣體、固體等狀態(tài)變化，如果提高溫度和壓力，來觀察狀態(tài)的變化，那么會發(fā)現(xiàn)，如果達到特定的溫度、壓力，會出現(xiàn)液體與氣體界面消失的現(xiàn)象該點被稱為臨界點超臨界流體指的是處于臨界點以上溫度和壓力區(qū)域下的流體，在臨界點附近，會出現(xiàn)流體的密度、粘度、溶解度、熱容量、介電常數(shù)等所有流體的物性發(fā)生急劇變化的現(xiàn)象超臨界流體的特性超臨界流體由于液體與氣體分界消失，是即使提高壓力也不液化的非凝聚性氣體超臨界流體的物性兼具液體性質(zhì)與氣體性質(zhì)。即，密度大大高于氣體，粘度比液體大為減小，擴散度接近于氣體。另外，根據(jù)壓力和溫度的不同，這種物性會發(fā)生變化，因此，在提取、精制、反應等方面，越來越多地被用來作代替原有有機溶媒的新型溶媒使用例如，水的密度、離子、介電常數(shù)等以臨界溫度374℃為分界，發(fā)生急劇的變化。特別是在常溫狀態(tài)下極性溶媒－水的介電常數(shù)到了臨界點以上會急劇減小，超臨界水的介電常數(shù)減小到與有機溶媒相同的水平由于這種特性，水在超臨界狀態(tài)，便具有與有機溶媒相同的特性，變成了可以與有機物完全混合的狀態(tài)熱容量值有較大變化，這也是臨界點非常獨特的特性之一。臨界點的熱容量值急劇上升，幾乎達到了無限大，然后再減小，如果恰當?shù)乩眠@種特性，將能夠得到一種非常優(yōu)秀的不銹鐵熱媒體。
超臨界流體特性技術1)超臨界水氧化技術超臨界水氧化技術是使廢水在水的超臨界條件(P>218atm,T>374℃)下與氧化劑(O2、Air、H2O2等)反應，把廢水中含有的有機物分解成無害成份的技術在臨界點以下的條件下，廢水中含有的有機物處于并非與水完全混合的狀態(tài)，形成界面(Boundarylayer)。因此，為使有機物與氧氣反應，實現(xiàn)氧化分解，需要把氣體狀態(tài)的氧氣溶解到水中，溶解的氧氣重新通過有機物界面，只有這樣才能使有機物與氧氣反應。因此，如要分解廢水含有的有機物需要較多時間。
展開 超臨界流體具有的特質(zhì)
超臨界流體具有許多獨特的性質(zhì)，如粘度小、密度、擴散系數(shù)、溶劑化能力等性質(zhì)隨溫度和壓力變化十分敏感:粘度和擴散系數(shù)接近氣體，而密度和溶劑化能力接近液體。
純凈物質(zhì)要根據(jù)溫度和壓力的不同，呈現(xiàn)出液體、氣體、超臨界氣體萃取三種典型流程固體等狀態(tài)變化。在溫度高于某一數(shù)值時，任何大的壓力均不能使該純物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)化為液相，此時的溫度即被稱之為臨界溫度Tc;而在臨界溫度下，氣體能被液化的最低壓力稱為臨界壓力Pc。在臨界點附近，會出現(xiàn)流體的密度、粘度、溶解度、熱容量、介電常數(shù)等所有流體的物性發(fā)生急劇變化的現(xiàn)象。當物質(zhì)所處的溫度高于臨界溫度，壓力大于臨界壓力時，該物質(zhì)處于超臨界狀態(tài)。
溫度及壓力均處于臨界點以上的液體叫超臨界流體(supercritical fluid，簡稱SCF)。例如:當水的溫度和壓強升高到臨界點(t=374.3 ℃，p=22.05 MPa)以上時，就處于一種既不同于氣態(tài)，也不同于液態(tài)和固態(tài)的新的流體態(tài)──超臨界態(tài)，該狀態(tài)的水即稱之為超臨界水。
展開 國產(chǎn)CFD軟件VirtualFlow：超臨界流動傳熱模擬仿真，精準把握熱物性變化
引言
在現(xiàn)代工業(yè)和科學研究中，超臨界流體因其獨特的物理性質(zhì)而備受關注。超臨界工況下的流體兼具氣體和液體的雙重特性，其密度接近液體，而粘度接近氣體，熱物性受溫度和壓力的影響極大，尤其在擬臨界溫度附近，物性變化極為劇烈。這種特性使得超臨界流體在能源、化工、航空航天等領域具有廣泛的應用前景，例如超臨界水、超臨界二氧化碳以及各種超臨界狀態(tài)有機工質(zhì)的研究等。然而，超臨界流體的流動傳熱問題復雜，需要借助先進的模擬仿真工具來實現(xiàn)對其流動傳熱特性的精準分析。本文將介紹VirtualFlow軟件在超臨界流動傳熱模擬中的應用，并通過具體算例展示其強大的功能。
圖 1 超臨界流體PT圖
1.VirtualFlow中的變物性表達方法
在超臨界流動傳熱模擬中，準確處理流體的變物性是關鍵。VirtualFlow軟件提供了多種方法來實現(xiàn)對超臨界流體熱物性參數(shù)的準確表達，以下是幾種主要方法：
1.1 直接插值方法
在狀態(tài)點足夠密集的情況下，直接插值方法可以實現(xiàn)高精度的物性參數(shù)計算。VirtualFlow支持從美國國家標準與技術研究院（NIST）數(shù)據(jù)庫中直接查找數(shù)據(jù)，并通過單線性插值或雙線性插值方法獲取所需的物性參數(shù)。此外，用戶還可以通過curve_fit方法，采用dat文件讀入方式實現(xiàn)單線性插值。
圖 2 dat文件格式
1.2 狀態(tài)方程
對于超臨界物性參數(shù)，VirtualFlow還內(nèi)置了多種狀態(tài)方程。通過對狀態(tài)方程的求解，可以直接得到該狀態(tài)下的物性參數(shù)，滿足對一般超臨界物性的設置需求。
圖 3 VirtualFlow中設置狀態(tài)方程
1.3 多項式擬合方法
VirtualFlow還支持通過自定義函數(shù)（UDF）實現(xiàn)多項式擬合方法，用于計算超臨界流體的熱物性參數(shù)。采用UDF實現(xiàn)物性參數(shù)的多項式擬合可采用如下UDF。
展開 Mucell 微發(fā)泡，顛覆傳統(tǒng)塑料加工工藝
■ Trexel
關于微發(fā)泡射出制程技術
塑料微發(fā)泡射出制程(MuCell?) 是將超臨界流體(N2或CO2) 注入射出機料管中, 透過螺桿將超臨界流體與塑料混煉成均勻單相流體。超臨界流體與熔融態(tài)高分子之勻相混合物在射出過程中因為瞬間壓降造成熱力學不平衡，使得流體進入模穴后氣體得以從熔融態(tài)塑料當中擴散成核并長成均勻微細氣泡。含有微細氣泡的塑料經(jīng)模具冷卻固化得到微細發(fā)泡成品。此一制程省去傳統(tǒng)制程的保壓階段而節(jié)省制程周期時間同時解決傳統(tǒng)射出產(chǎn)品不均勻收縮與翹曲變形等問題而大幅提升產(chǎn)品尺寸精度。另外，微發(fā)泡制程較一般射出制程有較短的生產(chǎn)周期，其產(chǎn)品因使用氣體作為發(fā)泡媒介而兼具制程環(huán)保、產(chǎn)品輕量化的優(yōu)點且產(chǎn)品塑料可回收。
微發(fā)泡成型技術研發(fā)歷程
1993 年MIT 授權Trexel 公司進行商業(yè)化制程研發(fā)，1997 年發(fā)展出PS 微細押出發(fā)泡制程(MuCell)，Engel 于2000 年推出微細發(fā)泡射出成形機(MuCellMolding)，1998 年3 月Trexel 公司在臺灣提出申請射出制程專利，2000 年10 月Asahi chemical 宣稱開發(fā)完成Amotec 技術，1998 年臺灣ITRI/UCL 開始進行微細押出發(fā)泡制程之研發(fā)；1999~2000 年持續(xù)研發(fā)微細發(fā)泡押出及射出技術。
在過去20 年塑料加工工藝中的重大創(chuàng)新
用于熱塑性材料的MuCell? 微孔發(fā)泡，為注塑成型技術提供了傳統(tǒng)注塑前所未有的設計，增強了靈活性并大大降低成本。MuCell? 技術在設計塑件壁厚時，只需考慮發(fā)揮材料最大功能，而不用擔心注塑成型工藝問題。密度降低和功能化設計兩者結合，通常可以減少材料和制件重量20% 以上。
展開 
Moldex3D模流分析之Foam Injection Molding
在發(fā)泡制程中的超臨界流體(SCF)通常是使用N2或CO2兩種氣體與聚合物熔體混合在一起，產(chǎn)生單相聚合物/氣體溶質(zhì)，注入到模穴內(nèi)，最后在產(chǎn)品中形成氣泡。而在CBA制程中，化學發(fā)泡劑與塑料顆粒混合在一起作為著色劑或添加劑使用，化學反應在料筒中完成，氣體溶解在熔膠中，在充填階段時氣泡開始成長，同時在產(chǎn)品中開始釋放，形成壓力。
微細發(fā)泡成型原理
此項技術的好處是能有較低的射出壓力、較低的溫度、縮短周期時間、減少能源和材料的使用。盡管以上優(yōu)點，加入超臨界流體會增加流動行為，材料形態(tài)及產(chǎn)品表面質(zhì)量的復雜性，也因而局限了此制程的發(fā)展與接受度。
挑戰(zhàn)
? 氣泡形成的數(shù)量、大小與分布都取決于成型條件的設定，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量
? 評估縫合線和包封問題，優(yōu)化澆口數(shù)目和位置
? 產(chǎn)品的幾何設計有別于傳統(tǒng)射出制程，因此設計經(jīng)驗無法直接套用
? 潛在的表面質(zhì)量問題
Moldex3D解決方案
? 在熔膠注入到模穴后的充填階段就開始模擬氣泡成核與氣泡成長
? 計算氣泡大小、數(shù)目、密度分布、體積收縮等結果，評估產(chǎn)品減重比率
? 預測熔膠流動與氣泡發(fā)展間的相互作用
? 預測氣泡結構對產(chǎn)品翹曲的影響，達到產(chǎn)品輕量化的目標
傳統(tǒng)成型產(chǎn)品和發(fā)泡成型產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性與變形預測的比較
應用產(chǎn)業(yè)
? 電子
? 汽車
? 醫(yī)療
? 消費性產(chǎn)品
展開 Moldex3D模流分析之發(fā)泡預測模型
塑料發(fā)泡射出制程中，會先透過螺桿將超臨界狀態(tài)流體(N2或CO2)與融膠混煉成均勻單相流體，而勻相混合物在射出過程中因瞬間釋壓造成熱力學不平衡，使得熔膠中的超臨界流體透過相變化產(chǎn)生數(shù)以萬計之微小氣泡，經(jīng)模具冷卻固化而得到具有泡孔結構之成品。
若采用Han and Yoo 氣泡成長動力模型，可以仿真出氣泡成長的過程與氣泡成長動力。然而，當產(chǎn)品的幾何外觀復雜度變高，以及使用不同制程時，模內(nèi)壓力并非都是低壓狀態(tài)，例如肉薄處的熔膠壓力還是非常大，甚至大過飽和壓力；另一方面，抽芯制程(圖一)還會帶來額外的保壓，因此模內(nèi)的氣泡并不會因釋壓而持續(xù)成長，反而可能會因為模內(nèi)熔膠壓力增加而萎縮。此時Han and Yoo模型就有所局限，而無法準確模擬出氣泡縮小的現(xiàn)象。
圖一 抽芯過程示意圖
為了改善舊有模型的不足，Moldex3D與日本金澤大學(Kanazawa University)合作開發(fā)出Modified Han and Yoo。由金澤大學Prof. Taki提供的氣泡動力模型與試片實驗數(shù)據(jù)[1]得知，隨著壓力釋放(如圖二右上角所示)，氣泡會超越自由能量障壁(Energy Barrier)而成核成長；如果對氣泡增加壓力，氣泡則會逐漸萎縮直到溶解回熔膠中(可以說是回到熔膠與氣體混和的初始狀態(tài))。這時若再將壓力釋放，氣泡將會在相同位置成核成長。實驗結果也與此氣泡動力模型有非常貼近的趨勢，驗證了氣泡被加壓而導致萎縮的歷程(圖三)。
圖二 氣泡萎縮實驗
圖三 模擬結果與實驗比對
以往使用Han and Yoo 模型進行肉薄幾何仿真時，無法精準掌握氣泡萎縮的歷程，因此有許多因加壓而消失的氣泡數(shù)量被低估。現(xiàn)在Moldex3D 2021版本中，新增了Modified Han and Yoo的選項(圖四)。
展開 市場 | 半導體制造這一關鍵步驟會如何發(fā)展和變化？
清洗工序的細目（ABC順序）為BEOL清洗（金屬配線后及蝕刻后）、BSB清洗（背面和斜面清洗）、CMP后清洗、Etch（濕蝕刻）、FEOL清洗（投入時清洗、澆口前清洗等）、SCCO2（超臨界二氧化碳清洗）、Strip（光致抗蝕劑剝離）（來源：IC Knowledge）
關于DRAM清洗（圖1上），隨著微細化進行到1x-nm（可能19/18-nm）、1y-nm（同17/16-nm）、1z-nm（同15nm），清洗工序數(shù)增加超過200個，1+-nm（14-nm）及以后，代替使用浸沒ArF光刻（光刻 - 蝕刻 - 重復清洗）的多圖案化，由于采用EUV光刻的單圖案化，清洗步驟減少。然而，在1μ-nm及更高版本，由于必須采用EUV光刻的雙圖案，清洗步驟的數(shù)量預計將增加。
在DRAM清洗中，晶圓背面和斜面清洗的步驟數(shù)量最大，電阻剝離后清洗，CMP后清洗是僅次于此的。值得一提的是，從1x-nm開始，SCCO2（超臨界二氧化碳）用于高縱橫比圓柱形電容器的清洗和干燥。為了防止圖案坍塌，使用不產(chǎn)生表面張力的超臨界流體。
3D NAND 的清洗，以三星的 V-NAND 工藝為例，清洗步驟直到 128 層，160 層為80 層兩級重疊結構，276 層為 96 層三級重疊結構，清洗步驟不斷增加。368層為96層4級，512層為128層4級重疊結構，清洗步驟數(shù)超過250步。在 NAND 清洗步驟中，未來，背面、斜面和 CMP 后清潔呈上升趨勢。
以臺積電的技術節(jié)點為例，邏輯器件的清洗，但隨著小型化的進展，清洗次數(shù)增加，從5nm的EUV光刻全面引入，ArF多圖案化在關鍵層被更改為EUV單圖案化，清洗步驟減少。然而，在1.5nm及更高版本，由于EUV被迫采用雙圖案，清洗過程增加。
展開 流動與傳熱CFD分析小組
本小組成員均為清華大學流體流動與傳熱相關專業(yè)優(yōu)秀博士及碩士研究生（已畢業(yè)及在讀），理論基礎扎實，且有相關實際工程經(jīng)驗，熟練應用Fluent（CFD分析軟件）、Flowmaster（一維流體系統(tǒng)仿真軟件）、HTFS（換熱器設計軟件）等熱工軟件，旨在為企業(yè)提供熱工問題的分析與計算技術服務，諸如流動分析、傳熱計算、CFD模擬、換熱器熱工設計等，目前已完成課題：超臨界壓力流體在微細結構內(nèi)的流動與換熱分析、超臨界壓力流體在多孔介質(zhì)內(nèi)的流動與傳熱分析、U型管換熱器CFD模擬、反應堆堆芯熱工水力問題的三維CFD模擬，結果均得到客戶認可與好評。有需要可通過以下方式與我們聯(lián)系：
E-mail: zhangyu_03@tsinghua.org.cn; maojie666@gmail.com
Tel: 13810987379 張
QQ：26057270
展開 CFD學習：臨界剪切應力對剪切稀化和剪切增稠流體的影響
存在一個特定的剪切應力值，在該值處觀察到粘度大幅下降，該值稱為臨界剪切應力。
剪切稀化流體在低剪切速率下表現(xiàn)出恒定的粘度值。剪切稀化流體的恒定粘度值稱為零剪切粘度或零剪切粘度平臺。隨著施加的剪切應力增加，在特定點觀察到粘度大幅下降。剪切應力或剪切速率的該值稱為臨界剪切應力或臨界剪切速率。在臨界剪切速率點，流體開始發(fā)生剪切稀化行為。
屈服應力
乳液、聚合物溶液和熔體是剪切稀化流體的例子。在高度剪切稀化的流體中，粘度達到無限值并且固體的特征變得可見。這種行為在低于臨界剪切應力值（稱為屈服應力）時出現(xiàn)。由于屈服應力而產(chǎn)生的行為或流動響應稱為塑性流動。塑性流動的特點是隨著剪切速率接近零，粘度不斷增加。
屈服應力的重要性
屈服應力是流體達到結構化流動時所施加的應力。屈服應力在涉及泵送、涂覆和鋪展的應用中非常重要。在重力引起的應力相對較低的流體中，屈服應力會抑制流動。這主要被視為阻燃涂料、油漆、石膏、粘合劑等產(chǎn)品的抗坍落度和流掛性。屈服應力在流體流動中引入了所需和不需要的質(zhì)量。
接下來，讓我們看看臨界剪切應力如何影響剪切增稠。
剪切增厚和臨界剪切應力
在某些流體中，粘度隨著剪切速率或剪切應力的增加而增加。這種流體稱為剪切增稠流體，這種現(xiàn)象稱為剪脹性。剪切增稠通常表現(xiàn)為具有高濃度固體顆粒的顆粒懸浮液或分散體。
剪切增稠液用于減震器和防護設備。大多數(shù)剪切增稠流體在低剪切速率和應力下表現(xiàn)出剪切稀化行為。剪切稀化行為的破壞發(fā)生在臨界剪切應力下，并隨著粘度的增加而在流體行為中帶來類似固體的轉(zhuǎn)變。
臨界剪切應力是影響流體流動響應的重要參數(shù)。表現(xiàn)出剪切增稠和剪切稀化特性的流體行為取決于臨界剪切應力。
展開 中海油PPT│600MW超臨界汽輪機設備及運行
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 中海油
600MW超臨界汽輪機汽流激振問題的解決
600MW超臨界汽輪機汽流激振問題的解決
3.1 設備概況
綏中發(fā)電有限責任公司一期工程為兩臺俄供800MW超臨界燃煤機組，是目前我國單機容量最大的火電機組。汽輪發(fā)電機由列寧格勒金屬工廠生產(chǎn)，單軸、一次中間再熱、五缸、六排汽、凝汽式。高壓缸為雙層回流式結構，高壓蒸汽從中間進汽經(jīng)調(diào)節(jié)級以后流向機前的5個壓力級，然后翻轉(zhuǎn)180°經(jīng)夾層進入流向排汽側的6個壓力級。軸系由一個高壓轉(zhuǎn)子、一個中壓轉(zhuǎn)子、三個低壓轉(zhuǎn)子、發(fā)電機轉(zhuǎn)子和勵磁機轉(zhuǎn)子組成。每個轉(zhuǎn)子有兩個支持軸承，高壓缸后軸承為聯(lián)合推力軸承，其中高壓缸前后支持軸承為六個扇形塊組成的可傾瓦軸承，其余均為橢圓型鏜孔軸承。機組安裝前，三個低壓轉(zhuǎn)子均在上海汽輪機廠進行了軸徑刨光處理，并做了高、低速動平衡。
高、中壓缸分別設有2個主汽門和4個調(diào)速汽門。高、中壓主汽門、高壓調(diào)速汽門分別由各自的伺服馬達控制。中壓缸4個調(diào)速汽門由兩個伺服馬達控制。高壓缸調(diào)速汽門正常開啟順序為#1、2同時開啟，#3、4依次開啟。#3、4高壓調(diào)節(jié)汽閥帶有重調(diào)裝置，冷態(tài)啟動在400MW前投入#3、4高壓調(diào)門重調(diào)機構后可使4個高壓調(diào)節(jié)汽閥同時開啟，機組負荷大于400MW以后退出#3、4高壓調(diào)門重調(diào)機構，隨著負荷的增加高壓調(diào)門按正常特性曲線開啟。
下圖是高壓缸前軸承（#1軸承）和高壓調(diào)速汽門布置情況（從機頭向發(fā)電機側看）。
3.2機組振動特征
2000年5月9日，#1機組負荷在650～700MW期間，主機#1軸承振動有突發(fā)現(xiàn)象，隨即波及相鄰軸承。振動突增的主要分量為21～22Hz，幅值由正常的15μm以下瞬間增至50μm以上。
2000年5月16日，根據(jù)俄羅斯專家的建議對主機#1軸承解體檢查。
展開 
非設計工況下超臨界二氧化碳燃氣輪機底循環(huán)的軸配置分析比較
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非設計工況下超臨界二氧化碳燃氣輪機底循環(huán)的軸配置分析比較.pdf
無需超材料的“流體隱形斗篷”，讓物體在流體中隱形 | NSR
超材料的出現(xiàn)讓“隱形”夢從科幻照進現(xiàn)實。然而超材料設計復雜、制造困難，難以量產(chǎn)。在最近發(fā)表于《國家科學評論》（National Science Review, NSR）的文章中，新加坡南洋理工大學羅宇、張柏樂所在的研究團隊設計了一種無需超材料的針對流體的隱形斗篷。該斗篷可使流體在繞過障礙物時保持原有的運動軌跡，從而在流體運動下有效地隱藏大尺度物體。
在《哈利·波特》系列的第二部中，一件神奇的“隱形斗篷”發(fā)揮了巨大的作用。
哈利·波特的隱形斗篷
2006年，倫敦帝國理工學院的John Pendry爵士首次提出基于超材料的隱形技術，人類的隱形之夢開始從科幻照進現(xiàn)實。從那時開始，隱形技術研究變得炙手可熱，不同版本的隱形斗篷相繼問世。其中有可使物體對可見光透明光學斗篷，也有使物體不被雷達探測到的雷達斗篷，還有可使物體在聲納中隱形的聲學斗篷等。
然而迄今為止，所有實驗實現(xiàn)的隱形斗篷都依賴于超材料。被隱藏的物體通常都是小尺度的。超材料是一類具有特殊功能的人造材料，可以操控光、聲音或者流體在其中的傳播速度，從而實現(xiàn)隱形。然而，超材料單元結構的制造通常涉及復雜的微納加工，這使得大尺度隱形裝置的實驗實現(xiàn)變得尤為困難。
展開 基于CAESES的超臨界二氧化碳（sCO2）軸流透平葉片優(yōu)化設計研究
簡 介
傳統(tǒng)發(fā)電廠采用蒸汽作為工質(zhì)，通過透平產(chǎn)生動力，超臨界二氧化碳（以下簡稱sCO2）循環(huán)使用的是溫度和壓力均高于臨界點（超臨界狀態(tài)）的CO2，在這種狀態(tài)下，CO2表現(xiàn)出介于氣體和液體之間的特性，并且具有較高的密度和體積熱容，這種狀態(tài)下的特性為高循環(huán)效率提供了巨大潛力。由于工質(zhì)的能量密度更高，因此可以減小組件尺寸，從而減小占地面積和成本。sCO2也被認為是一種安全的介質(zhì)，其資源十分充足且使用收益高，因此，從效率和成本角度來看，sCO2發(fā)電有潛力取代蒸汽發(fā)電。
本文對用于廢熱回收應用的新型sCO2軸流透平設計進行了探索，文中基于10兆瓦的案例進行介紹。
文中采用Kulfan Class Shape Transformation（CST）變換方法進行二維軸流葉型輪廓變形優(yōu)化設計，并在設計優(yōu)化過程中同時考慮葉片的氣動效率及應力情況。
軸流透平設計原理
首先基于尺寸、性能、運行工況等設計需求，項目中使用了Triveni Turbines開發(fā)的一維均線計算內(nèi)部工具進行設計計算，均線計算的結果構成了二維葉片輪廓設計的基礎。
項目中采用CAESES進行軸流透平的幾何建模，調(diào)用二維/準三維流動求解器MISES用于方針分析，并采用印度科技學院（IISc）內(nèi)部開發(fā)的Matlab腳本進行前后處理。通過CAESES軟件的自動優(yōu)化平臺封裝了整個過程，用以優(yōu)化透平葉片的氣動性能。
有多種方法能夠用于軸流透平葉片二維截面形狀的參數(shù)化建模，下圖展示了一種通用方法，該方法可以直接控制有意義的參數(shù)，例如氣流角、楔角、前尾緣半徑、厚度等，但是這種方法在幾何變化的靈活性方面存在局限性，因此很難得到突破性的進展。
展開 [案例分析]基于SU2的RAE2822超臨界翼型流場計算
跨聲速條件下，RAE2822翼型上表面易形成激波，在激波和湍流邊界層的相互作用下有可能引起流動分離。為了獲得RAE2822翼型的流動特性，研究人員在RAE 2.43 m×1.83 m連續(xù)式跨聲速風洞中開展了一系列試驗。測試馬赫數(shù)范圍0.6-0.75，獲得了翼型表面靜壓分布、邊界層和尾跡總壓分布以及表面油流圖譜等試驗數(shù)據(jù)。本文以RAE2822翼型CASE6和CASE9為測試算例，檢驗SU2對于跨聲速翼型流場的模擬能力。
圖 1 RAE2822跨聲速翼型風洞試驗模型
流場參數(shù)和網(wǎng)格
2.1 流場參數(shù)
RAE2822翼型在風洞中完成十余次試驗。其中，case 6、9和10廣泛用于CFD代碼的考核驗證。然而，由于受風洞試驗條件限制，試驗測得的馬赫數(shù)和攻角數(shù)據(jù)并不準確。因此，人們在開展數(shù)值計算和試驗對比研究時，需要對來流馬赫數(shù)和攻角進行修正，本文將參考表1 提供的參數(shù)進行計算。
表 1 RAE2822翼型部分CASE流場參數(shù)
流場參數(shù)
CASE 6
試驗參數(shù)：Ma=0.725 AoA=2.92° Rec=6.5×106
計算參數(shù)[1]：Ma=0.729 AoA=2.31° Rec=6.5×106
CASE 9
試驗參數(shù)：Ma=0.730 AoA=3.19° Rec=6.5×106
計算參數(shù)[2]：Ma=0.734 AoA=2.79° Rec=6.5×106
注：
[1] https://www.grc.nasa.gov/www/wind/valid/raetaf/raetaf05/raetaf05.html;
[2] http://www.as.dlr.de/hiocfd/rae2822/index.html
2.2 計算網(wǎng)格
網(wǎng)格采用SU2算例庫提供的網(wǎng)格(https://github.com/su2code/TestCases/tree
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