白菜官网硕士研究生杜昱在国际著名期刊发表高质量学术论文

近期，白菜官网硕士研究生杜昱同学以第一作者身份在国际著名期刊《ASME Journal of Turbomachinery》发表长达19页（双栏）的研究论文，论文题目Counter-Propagating Rotating Stall of Vaned Diffuser in a Centrifugal Compressor Near Design Condition(离心压缩机近设计工况叶片扩压器的反向传播旋转失速)，通讯作者为导师窦华书教授。

离心压缩机内的旋转失速一直是叶轮机械领域的热门研究课题。国际研究一般认为旋转失速是由内部流动的失稳引起，但是其物理机理仍然不完全清楚。其主要原因是：流动是怎么失稳的这个基本问题在科学界仍然没有答案。流动失稳的答案是与物理学最难的问题之一湍流的产生机理相关联的。窦华书提出流动失稳与湍流转捩的能量梯度理论，根据Navier-Stokes 方程的分析，指出流动失稳是由于在流线的法向上的机械能的梯度引起的，此理论与所有能得到的实验数据获得了一致。该论文中，杜昱把这一思想应用到离心压缩机内部流动的分析中，把可压缩流动的绝热能量头（相当于不可压缩流体的机械能）作为流体的“驱动能量”。研究发现叶轮流道内流体能量的积聚和释放是下游扩压器失速单元扩展的主要原因。上游叶轮流道内的积聚和释放过程导致下游扩压器流道内沿流线法向存在较大的能量梯度，这种法向能量梯度可以看作是失速单元反向传播特性的直接驱动力，这正是能量梯度理论的精髓所在。

据悉，三位匿名审稿人都给予该论文非常高的评价。他们分别认为（翻译后）：“这篇论文对一个有意义的现象进行了严格（rigorous）的分析。虽然通过研究旋转失速改进设计的建议并不新颖，但对反向传播旋转失速的描述是原创性的（original）和有意义的(interesting)。这篇论文很长，但我看不出任何无关紧要的部分”。“论文中总结的工作是相关的，将是该领域研究人员感兴趣的。其他研究人员已经研究了离心式压缩机中的旋转失速传播，而这项工作补充了现有的文献积累。绝热能量头垂直于流线的方向导数的应用是首次使用，是一个新的贡献（a novel contribution）。作者们显示已经做出了相当彻底的努力，因为他们也提供了网格无关性研究和湍流模型敏感性研究”。

中国工程热物理学会流体机械专业委员会委员，西安交通大学教授、博士生导师张楚华教授仔细阅读论文后，也评价该论文写得严谨、系统、细致，并对后续研究工作提出了建议。

《ASME Journal of Turbomachinery》是热力叶轮机械及流体机械研究领域公认的最好期刊。该论文这是我校在此期刊发表的首篇论文。研究课题来源于窦华书教授与沈阳鼓风机集团股份有限公司的合作项目。

论文链接https://doi.org/10.1115/1.4048604