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基于数字孪生的燃气轮机多维度多领域建模方法的发展 被引量：4
1
作者 王志涛 郑子倞 张靖凯 《航空发动机》 北大核心 2025年第2期1-9,共9页
燃气轮机结构复杂且具有多学科交叉的特点,传统的设计-试验反复迭代的研制方式无法高效满足研制需求,数字孪生技术利用物理实体与虚拟模型间的数据交换及精确反映,为传统的燃气轮机研制方法转型提供可靠支撑。为了实现数字孪生技术在燃... 燃气轮机结构复杂且具有多学科交叉的特点,传统的设计-试验反复迭代的研制方式无法高效满足研制需求,数字孪生技术利用物理实体与虚拟模型间的数据交换及精确反映,为传统的燃气轮机研制方法转型提供可靠支撑。为了实现数字孪生技术在燃气轮机建模的应用,介绍了目前国内外数字孪生技术的研究现状、总结了多维度多领域建模技术的方法,包括构建多维度仿真模型耦合方法以及多领域模型统一建模技术。借助于虚实映射技术,提出了基于多维度、多领域建模的数字孪生框架,可以为燃气轮机系统数字化应用发展提供一定借鉴作用。在此基础上,借助燃气轮机建模仿真对该技术应用在数字孪生领域的研究前景进行了展望,提出了未来燃气轮机多维度多领域建模技术的发展方向。 展开更多
关键词 数字孪生 燃气轮机 多维度多领域建模 孪生模型 仿真技术
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多源不确定性对涡轮部件气动与换热性能影响的研究进展
2
作者 邹正平 陈永超 +4 位作者 姚李超 王小京 罗佳奇 李维 曾军 《推进技术》 北大核心 2025年第10期1-44,共44页
几何与气动热力参数等客观偏差引起涡轮部件实际性能的随机波动,此影响在超高负荷等极端情况下显著增强,导致实际性能剧烈分散甚至出现“黑天鹅”事件;设计研究人员的主观认知不足也会干扰涡轮的设计和分析结果。因此,降低多源不确定性... 几何与气动热力参数等客观偏差引起涡轮部件实际性能的随机波动,此影响在超高负荷等极端情况下显著增强,导致实际性能剧烈分散甚至出现“黑天鹅”事件;设计研究人员的主观认知不足也会干扰涡轮的设计和分析结果。因此,降低多源不确定性影响对提升全寿命周期涡轮部件的实际性能具有重要意义。本文详细介绍了不确定性来源与分布特征、不确定性量化分析方法、不确定性对涡轮性能影响等方面的研究进展,探讨了如何在涡轮设计、制造和实际运行中抑制不确定性影响并提出了涡轮不确定性研究面临的挑战。已有研究表明:当前已针对不确定性来源与分布特征、不确定性量化分析方法、不确定性引起涡轮性能的随机波动等方面开展了广泛深入的研究,其中,识别不确定性来源并明确其分布特征、发展量化分析方法是量化不确定性对涡轮性能影响的基础;这些研究为发展计及不确定性影响的涡轮设计方法、制造工艺和运行-维护策略提供关键支撑。整体来看,在研究基础方面,仍须进一步补充全面充分的实测数据和涡轮复杂流动背后的物理知识,并不断发展稀疏高精度的量化分析方法,进而精确量化超高负荷等极端情况下不确定性对涡轮性能的显著影响,深入探究不确定性影响与流动状态非线性变化的耦合作用机制。在此基础上,全面发展计及不确定性影响的鲁棒性设计方法、制造工艺和运行-维护策略,以有效提升涡轮部件全寿命周期内的实际性能。 展开更多
关键词 涡轮 多源不确定性 分布特征 不确定性量化分析 非线性影响 鲁棒性设计 综述
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典型转子发动机散热翅片结构优化设计及仿真研究
3
作者 韩宾 刘志鹏 +2 位作者 王一诺 张兆星 张琦 《航空制造技术》 北大核心 2025年第12期42-50,共9页
在工作过程中,转子发动机的缸体内部温度高、分布不均匀,易引起热应力、热疲劳等问题,影响发动机使用寿命。为了提高转子发动机工作时的安全性,延长其使用寿命,针对高温区温度过高的主要问题,基于转子发动机换热理论提出了加长翅片、栅... 在工作过程中,转子发动机的缸体内部温度高、分布不均匀,易引起热应力、热疲劳等问题,影响发动机使用寿命。为了提高转子发动机工作时的安全性,延长其使用寿命,针对高温区温度过高的主要问题,基于转子发动机换热理论提出了加长翅片、栅格结构、铜铝一体化3种优化方法。在验证仿真正确性的前提下,使用Fluent模拟了不同模型的换热过程。仿真结果表明,所提3种方案均能提高转子发动机散热性能,相比于未优化模型,加长翅片模型的表面积提高124.4%,散热效果提升4.9%,栅格模型的表面积提高158.5%,散热效果提升8.3%,铜铝一体化模型在结构和材料的协同作用下,散热能力提升15.2%。试验表明,合理优化翅片结构及材料能够提高转子发动机的散热效果。 展开更多
关键词 转子发动机 栅格结构 有限元仿真 结构设计 铜铝一体化
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基于L形凹槽的压气机级静叶端区流动控制研究
4
作者 吴艳辉 黄令举 +2 位作者 王东 张紫云 王博 《推进技术》 北大核心 2025年第6期88-100,共13页
为了探寻端壁L形凹槽在压气机级环境下的流动控制效果,本文以单级轴流压气机为研究对象,在静叶机匣上开设L形凹槽,通过数值计算确定其最优设计参数并揭示其流动控制机理。结果表明:在切向槽长度为0.4、宽度为0.2、深度等于0.75时,L形凹... 为了探寻端壁L形凹槽在压气机级环境下的流动控制效果,本文以单级轴流压气机为研究对象,在静叶机匣上开设L形凹槽,通过数值计算确定其最优设计参数并揭示其流动控制机理。结果表明:在切向槽长度为0.4、宽度为0.2、深度等于0.75时,L形凹槽对于压气机级的调控效果最优,其中效率可以提升0.6%、综合裕度提升35.3%。L形凹槽主要流动控制机理为:它产生的流向涡在向下游移动时带走大量低能流体并减小横向压差的干涉,从而抑制角区分离的发展,阻碍尾缘绕流逆向移动的过程,推迟端壁附面层分离的起始位置,削弱横向二次流对反流区的增强作用。最终使总压损失系数减小,静压系数和有效流通面积上升,压气机流动结构趋于稳定。 展开更多
关键词 单级轴流压气机 流动控制 L形凹槽 静叶机匣 角区分离
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基于组合赋权和云模型的航空发动机状态评估
5
作者 曲春刚 王长乐 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期670-680,共11页
为了解决发动机状态评估中状态信息的随机性和模糊性问题,提出了一种基于组合赋权和云模型的航空发动机状态评估方法。经过原理分析、专家经验、相关性分析,对发动机构建层级化指标体系;通过层次分析法和熵权法分别确定其主客观权重,再... 为了解决发动机状态评估中状态信息的随机性和模糊性问题,提出了一种基于组合赋权和云模型的航空发动机状态评估方法。经过原理分析、专家经验、相关性分析,对发动机构建层级化指标体系;通过层次分析法和熵权法分别确定其主客观权重,再通过线性组合赋权法确定组合权重;针对航空发动机确定评价标准等级及其区间,通过相对劣化度映射状态等级评分、云模型进行定性分析和相似度进行定量分析;以A320系列飞机上多台发动机的QAR数据进行分析验证。其中某台使用初期的发动机结果表明:发动机从最初的强离散健康状态趋于弱离散亚健康状态,对应零部件问题的逐渐显露和磨合期趋于稳定的实际情况。因此,基于组合赋权和云模型的航空发动机状态评估模型有效,为识别发动机的状态、了解发动机的长期趋势、采取预防性维修和提高飞行安全性提供有力保障。 展开更多
关键词 航空发动机 状态评估 组合赋权 云模型 QAR数据
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加载频率对TC17超高周疲劳性能影响研究
6
作者 陈永辉 郭云珊 +1 位作者 潘凯 杭超 《应用力学学报》 北大核心 2025年第3期519-526,共8页
TC17钛合金是一种典型的发动机叶盘材料,其超高周疲劳性能与发动机的长寿命高可靠性设计直接相关。采用常规拉压、常规弯曲、加速拉压、加速弯曲4种试验方法开展TC17的超高周疲劳性能研究,其中常规试验频率(1500±500)Hz,加速试验频... TC17钛合金是一种典型的发动机叶盘材料,其超高周疲劳性能与发动机的长寿命高可靠性设计直接相关。采用常规拉压、常规弯曲、加速拉压、加速弯曲4种试验方法开展TC17的超高周疲劳性能研究,其中常规试验频率(1500±500)Hz,加速试验频率(20±1)kHz。获得了TC17在5×10^(5)~2×10^(9)寿命范围内的疲劳试验数据,其疲劳强度主要集中在400~570 MPa范围内。通过对不同类型的试验数据分析发现,加载频率对TC17的超高周疲劳性能影响较小,弯曲疲劳强度高于拉压疲劳强度。断口分析表明,加载频率对TC17的疲劳裂纹萌生与扩展机理无显著影响。 展开更多
关键词 超高周疲劳 钛合金 加载频率 拉压 弯曲
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国外高速飞行器及两大关键技术发展动向研究
7
作者 刘晓波 武凤莺 +1 位作者 李文佳 黄克非 《燃气涡轮试验与研究》 2025年第4期92-100,共9页
高速飞行器领域始终是国外投资的重点,其中动力推进技术和拦截技术的研发更是重中之重。近期,以美国为代表的国家在高速飞行器研制领域迈入新的发展阶段,其在动力推进技术和拦截技术方面取得的进展值得高度关注。基于文献综述方法,系统... 高速飞行器领域始终是国外投资的重点,其中动力推进技术和拦截技术的研发更是重中之重。近期,以美国为代表的国家在高速飞行器研制领域迈入新的发展阶段,其在动力推进技术和拦截技术方面取得的进展值得高度关注。基于文献综述方法,系统梳理了国外高速飞行器的战略规划实施与调整情况,详细阐述了高速导弹、高速飞机和相关试验平台的最新试飞进展,深入分析了支撑吸气式推进技术和新型爆震推进技术发展的研究工作,并对高速飞行器拦截技术的发展态势与未来动向进行了研判。研究表明:在战略规划层面,美国持续强化核心盟友的协同作用;在装备发展层面,美国将工作重心放在高速导弹的武器化飞行试验验证及高速飞机的首飞准备上,同时着力打造低成本、高频次的高速技术演示验证平台;在动力推进方面,国外推动吸气式高速推进技术中固体燃料冲压发动机在实际装备中的应用,同时积极推进旋转爆震发动机的工程化落地;在拦截技术研究领域,国外将飞行演示的全面联调联试与优化发展作为重点方向。 展开更多
关键词 高速飞行器 动力推进 拦截技术 飞行演示 地面试验 发展动向
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六二四所航空发动机研制之路
8
作者 刘大响 《燃气涡轮试验与研究》 2025年第2期1-3,共3页
1我国航空发动机的发展历程 航空发动机是飞机的“心脏”,国之重器,是极其重要的富国强军的战略性产业。航空发动机是1种十分复杂的热力机械,需要在高温、高压、高转速和交变负荷的极端恶劣条件下长时间可靠地工作,并需满足推力大、油... 1我国航空发动机的发展历程 航空发动机是飞机的“心脏”,国之重器,是极其重要的富国强军的战略性产业。航空发动机是1种十分复杂的热力机械,需要在高温、高压、高转速和交变负荷的极端恶劣条件下长时间可靠地工作,并需满足推力大、油耗低、质量轻、寿命长、噪声小、排污少、可靠性高、安全性好、研制和维护成本低等众多互相矛盾而又十分苛刻的要求。事实上,航空发动机的研制,一直在挑战工程科学技术的极限。正如美国《国家关键技术计划》所描述的:“这是一个技术精深得新手难以进入的领域,它需要国家充分保护并利用该领域的成果,需要长期数据和经验的积累以及国家的大量投资。” 展开更多
关键词 富国强军 高压 推力大 极端恶劣条件 热力机械
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AE300发动机双质量飞轮拆卸工具设计与试验研究
9
作者 王银坤 余凌 谭忠睿 《内燃机与配件》 2025年第4期72-74,共3页
AE300系列发动机广泛应用于航空领域,双质量飞轮作为其核心传动部件,对于发动机的平稳运行至关重要。然而,现有的拆卸方法复杂且风险较高,且涉及多个部件的拆卸,影响了维修效率与安全性。为此,本文设计了一种新型的双质量飞轮拆卸工具,... AE300系列发动机广泛应用于航空领域,双质量飞轮作为其核心传动部件,对于发动机的平稳运行至关重要。然而,现有的拆卸方法复杂且风险较高,且涉及多个部件的拆卸,影响了维修效率与安全性。为此,本文设计了一种新型的双质量飞轮拆卸工具,旨在简化拆卸流程、降低维护风险并提高维修效率。通过有限元分析对工具的静强度进行验证,并在实际工作中开展试验研究,验证了该工具的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 AE300发动机 双质量飞轮 工具设计 试验研究
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航空氢发动机轴承所面临的挑战及机遇 被引量：1
10
作者 刘何 顾志军 +2 位作者 李文超 李峰 邓四二 《轴承》 北大核心 2025年第4期1-10,共10页
氢能作为一种理想的清洁能源,对助力航空工业脱碳有着重要潜力。探讨了航空氢发动机中轴承面临的典型问题,重点分析了氢脆、氢致开裂/剥落、氢鼓泡、应力腐蚀等氢损伤行为对轴承性能的影响,以及临氢/涉氢轴承的材料选择、设计参数、润... 氢能作为一种理想的清洁能源,对助力航空工业脱碳有着重要潜力。探讨了航空氢发动机中轴承面临的典型问题,重点分析了氢脆、氢致开裂/剥落、氢鼓泡、应力腐蚀等氢损伤行为对轴承性能的影响,以及临氢/涉氢轴承的材料选择、设计参数、润滑方式和工况适应性等技术挑战。通过对不同轴承抗氢损伤设计的研究结论和技术手段进行对比分析,指出氢分布均匀化、应力均匀化及损伤均匀化是提高航空氢发动机轴承氢环境适应能力与运行稳定性的重要策略,并进一步展望了未来研究的方向以及航空氢能发展所带来的机遇。 展开更多
关键词 滚动轴承 航空发动机 燃氢发动机 氢损伤 氢脆 推进系统
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燃气轮机可倾瓦轴承-拉杆转子系统振动控制实验 被引量：2
11
作者 韩东江 蔡艺谋 +1 位作者 毕春晓 杨金福 《航空动力学报》 北大核心 2025年第4期131-139,共9页
设计并搭建燃气轮机可倾瓦轴承-拉杆转子系统振动特性实验平台,开展拉杆转子模态实验、不同预紧力下振动特性实验和基于压电陶瓷微位移作动器的振动控制实验,实验结果表明:拉杆转子弯曲模态频率随预紧力增加而增加,拉杆预紧力矩从15 N&#... 设计并搭建燃气轮机可倾瓦轴承-拉杆转子系统振动特性实验平台,开展拉杆转子模态实验、不同预紧力下振动特性实验和基于压电陶瓷微位移作动器的振动控制实验,实验结果表明:拉杆转子弯曲模态频率随预紧力增加而增加,拉杆预紧力矩从15 N·m增加到40 N·m,拉杆转子第1阶与第2阶模态频率分别增加2.66%和5.43%;拉杆转子系统前两阶临界转速下的不平衡响应随拉杆预紧力的增加而降低,在一定范围内,拉杆预紧力的增加能够推迟轴系出现低频涡动的起始转速,提高轴系的稳定性;压电陶瓷微位移作动器对拉杆转子不平衡响应振动控制具有积极作用。相关研究结果为后续开展拉杆转子系统耦合振动谐调控制提供了实验基础。 展开更多
关键词 可倾瓦轴承 压电陶瓷 拉杆转子 模态实验 振动特性
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面向涡轮的PCA-POA-LSTM数据驱动建模及故障预警方法 被引量：1
12
作者 刘斌 白红艳 +3 位作者 何璐瑶 张晓北 田野 杨理践 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第1期145-155,共11页
针对传统LSTM数据驱动模型存在输入参数规模过大导致运算负担过大、超参数选择不当和涡轮系统故障发生频率、运维成本高的问题,提出一种基于PCA-POA-LSTM的涡轮数据驱动建模方法,并结合滑动窗口法实现了涡轮故障预警。首先,应用PCA降维... 针对传统LSTM数据驱动模型存在输入参数规模过大导致运算负担过大、超参数选择不当和涡轮系统故障发生频率、运维成本高的问题,提出一种基于PCA-POA-LSTM的涡轮数据驱动建模方法,并结合滑动窗口法实现了涡轮故障预警。首先,应用PCA降维技术,减少输入数据维度;其次,采用POA参数寻优方法选出最优超参数组合;然后,利用LSTM算法预测涡轮的输出参数;最后,在PCA-POA-LSTM涡轮数据驱动模型预测结果的基础上,结合滑动窗口法对涡轮故障进行预警,通过窗口内标准差定义报警阈值,攻克了涡轮故障预警的难题。结果表明,以PCA-POA-LSTM为基础的涡轮数据驱动建模实现了较高的精确度,平均绝对百分比误差均在0.396以下,平均绝对误差均在0.809以下,平均方根误差均在1.387以下。并且故障预警方法,至少可提前173个监测点发出故障预警信号,实现了对涡轮故障预警的目的,为未来开展涡轮健康管理提供了理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 涡轮 鹈鹕优化算法 长短期记忆网络 主成分分析 数据驱动
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基于分解优化并行ESN 的氢燃料电池寿命预测 被引量：1
13
作者 华志广 潘诗媛 +2 位作者 赵冬冬 李祥隆 窦满峰 《航空学报》 北大核心 2025年第2期292-306,共15页
针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)多时间尺度老化特性导致电压预测精度较低的问题,基于集成经验模态分解(EEMD)与循环系统优化(CSBO)方法,提出了一种并行回声状态网络(PESN)结构,提升了PEMFC的寿命预测精度。采用EEMD对原始电压信号进行... 针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)多时间尺度老化特性导致电压预测精度较低的问题,基于集成经验模态分解(EEMD)与循环系统优化(CSBO)方法,提出了一种并行回声状态网络(PESN)结构,提升了PEMFC的寿命预测精度。采用EEMD对原始电压信号进行模态分解,将不同时刻的历史数据及分解得到的不同频率信号作为ESN不同子蓄水池的并行输入,构建一种按权重分配叠加输出的并行ESN结构,利用CSBO优化并行ESN结构的相关参数,基于优化后的EPESN模型实现PEMFC未来数百小时输出电压的预测。在稳态和准动态70%的数据训练集下,EPESN比ESN的均方根误差分别降低了34.25%和47.41%。在动态1训练时长为300 h时,EPESN比ESN的均方根误差降低了15.30%。结果表明:EPESN结构能够提高PEMFC寿命的预测精度。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 寿命预测 经验模态分解 循环系统优化 回声状态网络
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转子尖部角区分离对高负荷压气机性能影响的实验与数值研究 被引量：1
14
作者 于贤君 侯景韬 +1 位作者 安广丰 刘宝杰 《推进技术》 北大核心 2025年第2期67-78,共12页
为了探究转子尖部角区分离对高负荷压气机性能及内部流场的影响,以设计负荷系数为0.46的单级高负荷压气机为研究对象,通过实验与数值计算研究了转子叶尖间隙为0.6%与1.3%叶高的两种情况下高负荷压气机级特性与内部流场细节,分析了转子... 为了探究转子尖部角区分离对高负荷压气机性能及内部流场的影响,以设计负荷系数为0.46的单级高负荷压气机为研究对象,通过实验与数值计算研究了转子叶尖间隙为0.6%与1.3%叶高的两种情况下高负荷压气机级特性与内部流场细节,分析了转子尖部角区分离对于高负荷压气机性能的影响规律及其流动机制。结果表明,转子叶尖间隙为0.6%叶高时,小流量工况下转子尖部吸力面出现了明显的角区分离;而转子叶尖间隙为1.3%叶高时,小流量工况下转子尖部流动由泄漏流主导。随着小间隙下转子尖部角区分离的增强,转子尖部堵塞与损失剧烈增长;同时,由于转子吸力面径向迁移的增强,小流量工况下转子近轮毂区域损失降低、负荷升高。相应地,压气机级总压升随流量减小表现出“先平缓,再升高,最后快速下降”的特点,级效率随着小流量工况总压升的进一步升高快速下降。 展开更多
关键词 高负荷压气机 角区分离 转子 实验研究 数值模拟
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低雷诺数轴流压气机叶型气动优化 被引量：1
15
作者 陈璇 张明亮 +3 位作者 李万松 杨晨 杨金广 高丽敏 《推进技术》 北大核心 2025年第1期84-93,共10页
为研究低雷诺数下轴流压气机叶型优化设计方法,本文验证了准三维求解器MISES对于低雷诺数流动的预测精度,对于V103叶型计算得到的转捩位置与实验值偏差小于5%,证实了其在低雷诺数流动中的可用性;基于多圆弧(MCA)叶型程序,利用增强精英... 为研究低雷诺数下轴流压气机叶型优化设计方法,本文验证了准三维求解器MISES对于低雷诺数流动的预测精度,对于V103叶型计算得到的转捩位置与实验值偏差小于5%,证实了其在低雷诺数流动中的可用性;基于多圆弧(MCA)叶型程序,利用增强精英保留遗传算法,搭建轴流压气机叶型准三维气动优化设计平台;以总压损失系数为优化目标,出口气流角为约束条件,对V103叶型进行了低雷诺数单点和高低雷诺数综合优化设计。结果表明:低雷诺数单点优化后,抑制了叶型层流分离泡现象,总压损失系数减小31.31%,性能显著改善;高低雷诺数综合优化后叶型在高雷诺数和低雷诺数下总压损失分别减小了3.05%和3.03%。本文研究结果证明了所发展工具的有效性和考虑雷诺数叶型优化的可行性。 展开更多
关键词 轴流压气机 叶型 气动优化 准三维 多圆弧
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基于自激扫掠喷嘴的加力燃烧效率试验 被引量：2
16
作者 王士奇 温泉 +5 位作者 贾志刚 程奕鑫 李林 张弛 霍伟业 马梁 《航空学报》 北大核心 2025年第2期145-158,共14页
为了验证自激扫掠喷嘴应用于加力燃烧室的可行性,以及高频动态扫掠燃油喷射方法对于提高加力燃烧效率的有效性,本研究首先设计了耦合自激扫掠喷嘴结构的加力燃油喷杆,对其流量、频率、张角等基本工作特性进行测量,并与圆孔直射式喷杆进... 为了验证自激扫掠喷嘴应用于加力燃烧室的可行性,以及高频动态扫掠燃油喷射方法对于提高加力燃烧效率的有效性,本研究首先设计了耦合自激扫掠喷嘴结构的加力燃油喷杆,对其流量、频率、张角等基本工作特性进行测量,并与圆孔直射式喷杆进行对比分析。然后,基于矩形加力燃烧室性能测试平台,在相同工况条件和油气比范围内,分别采用直射喷杆和自激扫掠喷杆,测量总体燃烧效率,并监测壁面动态压力脉动信息。结果表明,在10 mm直径的加力燃油喷杆内,可实现多个自激扫掠喷嘴的结构耦合;与等几何通径的直射式喷杆相比,自激扫掠喷杆的流通能力提高了23%;同一喷杆内的多个自激扫掠喷嘴,其工作频率和扫掠张角随进口压力的变化规律基本相同,具有较好的一致性。采用自激扫掠喷杆,加力燃烧效率可提高3.7%,且未监测到与自激扫掠喷嘴工作频率相同或接近的压力脉动频率,表明高频动态扫掠燃油喷射不会对火焰热声振荡模态及稳定器后方的大尺度脱落涡结构产生直接影响。 展开更多
关键词 自激扫掠喷嘴 高频动态扫掠喷射 加力燃烧室 振荡频率 压力脉动 流体振荡器
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基于邻域点特征分割与对应的航空发动机叶片损伤点云配准 被引量：1
17
作者 蔡舒妤 郝峰伟 史涛 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第3期784-794,共11页
为满足损伤压气机叶片点云配准的精度及效率要求,提出一种基于邻域点特征分割与对应的航空发动机叶片损伤点云精确配准算法。以协方差矩阵为基础,通过多步分割模型定义特征子块的分割,获取有效特征区域;根据局部曲率、点最大距离和点最... 为满足损伤压气机叶片点云配准的精度及效率要求,提出一种基于邻域点特征分割与对应的航空发动机叶片损伤点云精确配准算法。以协方差矩阵为基础,通过多步分割模型定义特征子块的分割,获取有效特征区域;根据局部曲率、点最大距离和点最大法向量夹角性质,构建稳定n维特征向量;引入迭代最近点理论,构建对应点、对应块间点到面的最小欧式距离,实现叶片损伤点云和叶片标准点云两模型位姿的精确修正;使用单位四元数算法完成对损伤叶片点云的精确配准。实验结果表明:所提算法能完成损伤压气机叶片点云模型表面的点云配准,显著提高了配准的效率和精度,并在多组航空发动机损伤叶片点云数据模型下,验证了基于邻域点特征分割与对应的点云配准的适应性和鲁棒性。 展开更多
关键词 点云配准 特征提取 迭代最近点 损伤检测 压气机叶片
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含能碳氢燃料燃烧过程中微爆现象的研究进展综述
18
作者 杨卫娟 张帆 +3 位作者 杨丝鄅 刘建忠 王智化 周俊虎 《推进技术》 北大核心 2025年第4期1-13,共13页
微爆是液体燃料燃烧过程中发生的一种液滴自破碎的微观物理现象,对燃料燃烧具有显著影响。含能碳氢燃料因添加了铝、硼等固体颗粒,微爆现象的表现和影响更为复杂重要。本文以含能碳氢燃料燃烧过程中的微爆现象为研究对象,对其研究成果... 微爆是液体燃料燃烧过程中发生的一种液滴自破碎的微观物理现象,对燃料燃烧具有显著影响。含能碳氢燃料因添加了铝、硼等固体颗粒,微爆现象的表现和影响更为复杂重要。本文以含能碳氢燃料燃烧过程中的微爆现象为研究对象,对其研究成果进行综述,包括微爆的发现、微爆的表征描述、对燃烧的影响作用、影响微爆的各种因素和微爆发生机理等。总体看来,微爆本质上属于燃烧过程中的液滴二次雾化,产生了液滴自破碎、子液滴喷溅和燃料蒸汽喷发等现象,从传质角度强化了燃料着火、燃烧和燃尽。表面致密壳层的形成和液滴内的异相成核是产生液滴微爆的主要机理,添加剂和含能颗粒通过改变壳层结构和异相成核特性来影响微爆过程。今后微爆研究的迫切需求和发展趋势是研究更小尺度的单液滴或液滴群微爆现象,发展微爆定量表征方法和理论,微爆机理研究向表面壳层和异相成核汇聚深入,推进单液滴微爆过程的数值计算。 展开更多
关键词 微爆 碳氢燃料 含能颗粒 单液滴燃烧 综述
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进气畸变模拟器动态总压畸变指数神经网络预测
19
作者 张韬 蔡文祥 +2 位作者 赵伟 陈宝延 张扬军 《航空动力学报》 北大核心 2025年第9期376-383,共8页
对进气道总压畸变模拟器稳态流场进行数值分析,所得总压畸变图谱和稳态周向畸变指数与试验结果符合良好,证明了数学模型及方法的可靠性。以数值分析所获得进气道/发动机气动交界面的流场参数为基础,与试验所得紊流度相结合,基于改进的... 对进气道总压畸变模拟器稳态流场进行数值分析,所得总压畸变图谱和稳态周向畸变指数与试验结果符合良好,证明了数学模型及方法的可靠性。以数值分析所获得进气道/发动机气动交界面的流场参数为基础,与试验所得紊流度相结合,基于改进的紊流关联模型方程,利用反向传播人工神经网络建立了动态畸变指数的预测方法。经过验证,该动态总压畸变指数预测方法的最大误差为4.19%,可用于指导进气总压畸变模拟试验的相关研究。最后,应用所搭建的神经网络紊流度预测模型对扇形板畸变模拟器的动态畸变图谱进行了预测,为其工程应用提供了重要指导。 展开更多
关键词 动态总压畸变 湍流度 反向传播人工神经网路 预测 压力畸变器
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各向异性材料针形翅片导热性能解析方法
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作者 刘志伟 徐国强 +3 位作者 闻洁 董苯思 周雷 庄来鹤 《航空动力学报》 北大核心 2025年第8期333-342,共10页
构建了描述各向异性材料针形翅片导热问题的数学模型,通过无量纲化分析获得了影响翅片传热过程的无量纲准则数。采用分离变量、泰勒展开、积分平均等方法对微分方程进行解析求解,获得了翅片效率、翅片表面总传热速率等参数的解析计算方... 构建了描述各向异性材料针形翅片导热问题的数学模型,通过无量纲化分析获得了影响翅片传热过程的无量纲准则数。采用分离变量、泰勒展开、积分平均等方法对微分方程进行解析求解,获得了翅片效率、翅片表面总传热速率等参数的解析计算方法,并采用CFD数值结果验证计算精度。根据所提解析方法,分析了各向异性材料导热主轴的方向对翅片传热性能的影响规律。结果表明:在径向毕渥数取0.05~10、轴向毕渥数取0.005~10、交叉项毕渥数0.2~10、翅片长径比取2~20范围内,本研究所得公式的翅片效率计算偏差与数值方法相比不超过1.06%;由于温度分布具有周向对称性,因此当导热主轴在rOφ和φOz平面偏转时使主导热系数较大的导热主轴沿r向和z向有利于提升翅片的传热能力;当导热主轴在rOz平面偏转时,在给定边界条件、材料物性和翅片长径比的条件下,可以计算得到最佳的主轴偏转角度使翅片的传热能力最强,与α=0相比,传热速率的最佳强化效果可达2.97倍,为各向异性针形翅片的工程设计提供理论支撑。 展开更多
关键词 各向异性材料 针形翅片 导热特性 解析求解 翅片效率
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