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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
1
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
2
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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典型高负荷大弯角压气机叶型的标准叶栅试验
3
作者 李瑞宇 蔡明 +3 位作者 欧阳波 高丽敏 刘波 刘宝杰 《航空学报》 北大核心 2025年第16期34-44,共11页
可靠、完备的压气机平面叶栅试验数据是高负荷压气机设计体系建设和数值方法准确性验证的重要前提。面向高负荷压气机设计体系建设对大弯角标准叶栅试验数据的需求,针对中国自主知识产权叶栅试验数据缺乏、已公开数据难以满足高负荷设... 可靠、完备的压气机平面叶栅试验数据是高负荷压气机设计体系建设和数值方法准确性验证的重要前提。面向高负荷压气机设计体系建设对大弯角标准叶栅试验数据的需求,针对中国自主知识产权叶栅试验数据缺乏、已公开数据难以满足高负荷设计需求以及缺乏流场品质检测导致数据难以正确使用的问题,经国家科技重大专项组研究讨论,借助于西北工业大学在平面叶栅风洞流场品质的影响机理和调控策略的研究成果,基于中国自主设计和构建的高负荷大弯角压气机叶栅NPU-28(叶型弯角43.5°、稠度1.72、扩散因子0.5),开展标准化叶栅试验研究,旨在建立现代高负荷压气机标准叶栅模型。试验获得了来流马赫数0.4、攻角-10.9°~5.1°范围内9个工况下的叶栅攻角特性、叶片表面等熵马赫数以及叶栅通道出口总压损失系数和出气角等丰富的试验数据,提供了流场品质参数(来流马赫数不确定度、轴向速度密度比以及出口周期性指数)、测量位置、试验工况和来流湍流度等完整的试验信息,目前已支撑中国压气机叶型设计体系的建设。 展开更多
关键词 压气机叶栅 平面叶栅风洞试验 高负荷 大弯角 风洞标准模型
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基于POD方法的对转压气机叶顶非定常流场分析
4
作者 王磊 高丽敏 +2 位作者 茅晓晨 郭彦超 俞一波 《航空动力学报》 北大核心 2025年第2期46-60,共15页
为深入研究对转压气机内的非定常流动特征及其流动机理,基于非定常数值模拟和本征正交分解(POD)方法开展了对转压气机近失速工况下的叶顶非定常流场分析。结果表明:上游转子(R1)叶顶非定常流场的主导频率为1BPF(叶片通过频率),其主导结... 为深入研究对转压气机内的非定常流动特征及其流动机理,基于非定常数值模拟和本征正交分解(POD)方法开展了对转压气机近失速工况下的叶顶非定常流场分析。结果表明:上游转子(R1)叶顶非定常流场的主导频率为1BPF(叶片通过频率),其主导结构主要是由下游势流的影响以及相邻叶片叶尖泄漏流及二次泄漏流冲击作用导致的,并且下游转子(R2)的势流作用对转子R1的非定常流动影响较大;在转子R2叶顶流场中,POD方法成功捕捉到了叶片前缘进口通道处由泄漏流溢流所导致的主要流动结构,其主导频率为0.8BPF,并且在转子R2非定常流场中起主导作用。同样转子R2受到两排转子干涉的影响,模态的主导频率为1BPF。此外,通过POD模态进行叶顶流场重构进一步反映出了对非定常流场起主导作用的流动结构。 展开更多
关键词 对转压气机 本征正交分解(POD)方法 非定常流场 POD模态 近失速流场
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预旋系统流动换热与功耗特性数值研究
5
作者 穆林 谢彭未 +5 位作者 缪洪超 王爽 赵红娇 尚妍 浦航 东明 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第10期2012-2020,共9页
涡轮预旋系统的功热转换特性直接影响旋转动叶对腔内气流的冷却效果,为确保充分冷却透平叶片与轮盘同时降低泵功损耗,本文针对涡轮盘腔内流动和换热特性展开研究。利用计算流体力学方法建立涡扇发动机预旋系统的二维轴对称旋流模型,对... 涡轮预旋系统的功热转换特性直接影响旋转动叶对腔内气流的冷却效果,为确保充分冷却透平叶片与轮盘同时降低泵功损耗,本文针对涡轮盘腔内流动和换热特性展开研究。利用计算流体力学方法建立涡扇发动机预旋系统的二维轴对称旋流模型,对典型工况和考虑多因素影响时预旋系统内气体的流动换热特性进行数值研究,结合理论分析揭示了预旋系统泵功损耗特性与预旋喷嘴入口质量流量、入口气流角及涡轮转速的关联机制。结果表明:随入口气流角从12°升高到15°,泵功损耗平均增加3.19%;入口流量范围为5~7 kg/s时,流量增大1 kg/s,泵功损耗增加36.01%;涡轮转速范围为8000~16000 r/min时,转速升高2000 r/min,泵功损耗增加20.06%。通过多项式函数拟合建立泵功损耗关系式,系统功耗特性与入口质量流量和涡轮转速具有强关联性。 展开更多
关键词 预旋系统 数值模拟 流动换热 功率损耗 入口质量流量 入口气流角 涡轮转速 函数拟合
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水增强型涡轮风扇发动机技术进展
6
作者 王维 刘家宇 +2 位作者 宋经远 罗康 帅永 《航空发动机》 北大核心 2025年第4期43-48,共6页
随着对航空动力经济性和环保的要求逐渐提升,一种水增强型涡轮风扇发动机技术近年来受到越来越多的关注。该项技术通过将发动机尾气中的水分进行冷凝、回收、再热,然后将再热后的水蒸气重新注入燃烧室参与燃烧。在水增强型涡轮风扇发动... 随着对航空动力经济性和环保的要求逐渐提升,一种水增强型涡轮风扇发动机技术近年来受到越来越多的关注。该项技术通过将发动机尾气中的水分进行冷凝、回收、再热,然后将再热后的水蒸气重新注入燃烧室参与燃烧。在水增强型涡轮风扇发动机技术工作参数对热循环性能的影响、氢燃料与煤油燃料的对比、蒸汽发生器与换热器相关设计等方面对该技术研究现状进行了梳理介绍。基于该技术的研究现状,指出了该技术对热效率和推力的增加都有明显的效益,但目前只考虑了单一过程或进行了过度简化,且由于该系统中冷凝器内换热过程涉及多相、多组分的复杂相变传热过程,必然使得冷凝器结构复杂,故而在未来更深入的研究需要建立更为完善的循环过程且冷凝器结构的高紧凑、轻量化设计是重点关注的问题,同时展望了该项技术走向成熟应用的重要指标:水增强型涡轮风扇发动机内多过程如何进行一体化耦合及如何综合考评该技术带来的经济性与不利影响。 展开更多
关键词 水增强型涡扇发动机 燃烧控制 污染物排放 水蒸气回收利用 热力循环 蒸汽发生器
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基于来流动量的叶根开槽对压气机叶栅角区分离的影响
7
作者 茅晓晨 王昀煜 +2 位作者 陈璇 焦英辰 刘波 《航空动力学报》 北大核心 2025年第8期375-392,共18页
为控制压气机叶栅中的角区分离现象,以某高亚声速压气机叶栅为对象,通过参数化研究设计了一种基于来流动量的叶根开槽叶栅,并探究了其流动控制机理与低叶栅稠度下的自适应能力。结果表明:开槽叶栅能有效抑制角区分离,尤其对正攻角下的... 为控制压气机叶栅中的角区分离现象,以某高亚声速压气机叶栅为对象,通过参数化研究设计了一种基于来流动量的叶根开槽叶栅,并探究了其流动控制机理与低叶栅稠度下的自适应能力。结果表明:开槽叶栅能有效抑制角区分离,尤其对正攻角下的角区失速流动控制效果显著,降低总压损失的同时也提高了叶片整体的负荷和扩压能力。然而,对于不同的分离形态其控制机理不同,在弱角区分离形态下,主要通过消除集中脱落涡从而减少了0%~25%叶高的总压损失,而对于角区失速形态,由于吸力面分离涡的削弱,显著降低了0%~40%叶高的总压损失。此外,与设计稠度(1.82)相比,更低的稠度下开槽叶栅的性能收益进一步提升。对于稠度为1.33时的开槽叶栅,全攻角范围内的总压损失平均降低29.53%,静压系数平均提高26.06%。因此,在不降低叶栅性能前提下,叶根开槽叶栅可进一步减小叶栅设计稠度,对提高航空发动机的推质比具有极大潜力。 展开更多
关键词 压气机叶栅 角区分离 角区失速 叶栅稠度 涡系结构
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基于双目散斑的3D-PSP技术及其在压气机叶栅中的应用
8
作者 高丽敏 张峻 +1 位作者 欧阳波 王磊 《航空学报》 北大核心 2025年第17期45-58,共14页
三维压力重构对于压力敏感涂料(PSP)压力测量至关重要。提出了一种结合双目数字图像相关技术的三维压力重构方法,将PSP测量结果逐像素映射到重构的三维点云上,从而实现不依赖被测模型几何参数的三维压力重构。该方法通过在PSP涂层表面... 三维压力重构对于压力敏感涂料(PSP)压力测量至关重要。提出了一种结合双目数字图像相关技术的三维压力重构方法,将PSP测量结果逐像素映射到重构的三维点云上,从而实现不依赖被测模型几何参数的三维压力重构。该方法通过在PSP涂层表面制备随机的散斑图案,并使用2台相机同步采集PSP图像。在PSP数据处理中融合互相关分析和双目立体视觉原理,实现被测表面三维压力的精确重构。将该方法成功应用于压气机叶栅表面压力测量,并通过与测压孔数据进行对比分析,PSP数据的相对偏差在1.2%以内。通过将重构得到的三维点云与CAD模型进行比较,进一步验证了测量结果的准确性,平均偏差为0.17 mm。 展开更多
关键词 压力敏感涂料 数字图像相关 双目立体视觉 散斑 三维压力重构
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RBCC发动机纯火箭模态性能特性仿真研究
9
作者 凌文辉 韦宝禧 +2 位作者 侯金丽 姚达豪 罗飞腾 《航空动力学报》 北大核心 2025年第5期406-420,共15页
为掌握火箭基组合循环(RBCC)发动机的纯火箭模态性能特性及影响因素,设计构建了中心火箭布局的全轴对称特征RBCC发动机基准流道,以及相同设计膨胀比的半轴对称斜切喷管构型RBCC发动机、连续扩张喷管构型火箭发动机流道,开展了不同推力... 为掌握火箭基组合循环(RBCC)发动机的纯火箭模态性能特性及影响因素,设计构建了中心火箭布局的全轴对称特征RBCC发动机基准流道,以及相同设计膨胀比的半轴对称斜切喷管构型RBCC发动机、连续扩张喷管构型火箭发动机流道,开展了不同推力室室压条件下纯火箭模态三维膨胀流场仿真,获得了不同喷管构型、二次流、火箭推进剂方案下纯火箭模态内流工作特性、推力比冲性能特性。结果表明:纯火箭模态时非理想连续膨胀流动状态导致比冲性能损失,比冲效率在80%以下;大突扩膨胀后产生的强激波总压损失是性能下降的主要机制,全轴对称喷管构型相对于连续扩张喷管时比冲效率下降约8%,半轴对称斜切喷管可以减小膨胀总压损失,提高比冲效率;引入二次流可以调整膨胀-压缩波系结构以减小总压损失,提高二次流总温有利于提升整体性能。 展开更多
关键词 火箭基组合循环(RBCC)发动机 纯火箭模态 斜切喷管 比冲效率 三维流场仿真
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失速先兆与叶尖端壁流场特性的关联性试验
10
作者 马彩东 韩冬 +3 位作者 程邦勤 尉洋 张小博 张斐 《航空动力学报》 北大核心 2025年第3期414-421,共8页
为了研究失速先兆与转子叶尖端壁流场特性的关联性,对一台单转子低速轴流压气机进行了节流特性试验,采用转子叶尖端壁周向和弦向布置动态压力传感器的方法,测得了整个节流过程的动态压力信号,系统分析了失速先兆前后叶尖端壁流场特性的... 为了研究失速先兆与转子叶尖端壁流场特性的关联性,对一台单转子低速轴流压气机进行了节流特性试验,采用转子叶尖端壁周向和弦向布置动态压力传感器的方法,测得了整个节流过程的动态压力信号,系统分析了失速先兆前后叶尖端壁流场特性的变化规律,结果表明:近失速工况点,叶片通道中存在叶顶泄漏流与叶顶二次泄漏流两种不同的泄漏流形态,失速先兆形成前叶顶泄漏流稳定在叶尖前缘;形成突尖型失速先兆时,失速扰动区域的叶顶泄漏流在叶尖前缘摆动;突尖型失速先兆的形成与叶尖局部区域叶顶泄漏流的不稳定性相关,是叶顶泄漏流不稳定性的外在表象;压气机失速后,失速扰动区域的叶顶泄漏流从叶尖前缘溢出,失速扰动演变为周向传播的失速团。试验测量过程中,动态压力传感器的布置方法可有效捕捉产生失速先兆时叶尖端壁的流场特性。 展开更多
关键词 轴流压气机 失速先兆 节流特性 叶顶泄漏流 失速团
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鼓包唇口对边界层抽吸涵道风扇的性能影响及作用机理研究
11
作者 王磊 苏冠廷 +3 位作者 潘天宇 鹿哈男 郑孟宗 李秋实 《推进技术》 北大核心 2025年第4期37-49,共13页
分布式涵道推进旨在提高飞行器气动性能和降低燃油消耗。然而,边界层吸入会导致涵道风扇持续工作在进气畸变条件下,导致气动损失增加,降低飞机获得的整体气动效益。因此,发展了一种应用于涵道风扇进气唇口的鼓包流动控制方法,在改善飞... 分布式涵道推进旨在提高飞行器气动性能和降低燃油消耗。然而,边界层吸入会导致涵道风扇持续工作在进气畸变条件下,导致气动损失增加,降低飞机获得的整体气动效益。因此,发展了一种应用于涵道风扇进气唇口的鼓包流动控制方法,在改善飞行器表面流动损失的同时,降低了涵道风扇性能损耗。通过数值模拟研究了该流动控制方法在边界层抽吸(Boundary layer ingestion,BLI)进气条件下对涵道风扇的性能影响和作用机理。研究结果表明,相比于原型涵道风扇,鼓包壁面会形成一个中间高、两侧低的压力分布趋势,将边界层内的低动量流体向鼓包两侧排移。基于此,鼓包将唇口底部的低动量流体进行加速,减小了局部边界层的动量损失厚度。在不牺牲总压比的情况下,与原型涵道风扇相比,鼓包有效改善了进气唇口的畸变流场,转子域进口畸变指数下降9.7%。同时,由于唇口底部的畸变强度减小,叶片的局部负荷也随之减小,尤其是叶尖附近。此外,叶尖附近叶片负荷的减小导致压力面和吸力面法向压差减小,从而消除叶尖泄漏流与主流的相互作用,导致畸变区叶尖位置熵损失下降1.16%。在进气畸变条件下,非设计点的绝热效率提高了1.2%。 展开更多
关键词 涵道风扇 气动损失 唇口鼓包 叶尖泄漏流动 进气畸变
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基于高效自适应数据融合的螺旋桨气动力快速预测方法
12
作者 王磊 苏冠廷 +3 位作者 高齐 郑勇峰 孔红华 李秋实 《推进技术》 北大核心 2025年第10期251-263,共13页
螺旋桨设计阶段的气动分析需要大量的高精度气动力数据以提高设计性能,但其获取成本高昂。为了缓解建模成本与模型精度之间的矛盾,本文构建了关联不同精度数据的混合精度气动数据融合模型,并提出了微元划分采样方法和自适应数据融合方法... 螺旋桨设计阶段的气动分析需要大量的高精度气动力数据以提高设计性能,但其获取成本高昂。为了缓解建模成本与模型精度之间的矛盾,本文构建了关联不同精度数据的混合精度气动数据融合模型,并提出了微元划分采样方法和自适应数据融合方法,以此实现径向基函数变可信度模型的高效初始化与高精度预测。作为验证,选用标准函数开展建模研究,并结合统计结果对方法精度优劣进行了对比。最后将该建模框架成功应用于三维螺旋桨气动力工程算例当中。结果表明,与传统模型相比,在仅有的少量高精度样本下,本文所采用的方法可以大幅提升变可信度模型收敛精度和建模效率,有效降低了采样成本;相较于低精度模型,误差可降低35.3%以上。 展开更多
关键词 螺旋桨性能预测 神经网络 高效率采样 数据融合 快速预测
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基于多重余弦函数的积垢建模及其对叶栅气动性能影响
13
作者 高丽敏 涂盼盼 +1 位作者 杨淞 魏沛羽 《航空动力学报》 北大核心 2025年第9期362-375,共14页
为了模拟压气机叶片表面积垢的不规则粗糙特征,针对压气机叶片积垢粗糙特征的关键参数,基于多重余弦函数建立了描述压气机叶栅不规则粗糙积垢的几何模型。以某扩压叶栅为研究对象,采用数值模拟手段研究了不同积垢粗糙结构参数对扩压叶... 为了模拟压气机叶片表面积垢的不规则粗糙特征,针对压气机叶片积垢粗糙特征的关键参数,基于多重余弦函数建立了描述压气机叶栅不规则粗糙积垢的几何模型。以某扩压叶栅为研究对象,采用数值模拟手段研究了不同积垢粗糙结构参数对扩压叶栅气动性能的影响。结果表明:不规则粗糙叶栅积垢造成了气动性能退化,流动损失增加,且随着松散层积垢表面粗糙度的增加气动性能退化程度加剧,这一现象在负攻角工况尤为显著。相较于积垢表面粗糙度大小,积垢粗糙结构宽度对气动性能退化的影响相对较小。相较于压比,总压损失对叶栅积垢更加敏感,当积垢造成总压损失最大增加145.75%时相应的压比仅降低3.07%。 展开更多
关键词 压气机积垢 不规则表面粗糙度 积垢建模 压气机叶栅 气动性能
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进口附面层条件对压气机串列叶栅端区流动特性的影响
14
作者 茅晓晨 焦英辰 杨宗豪 《航空动力学报》 北大核心 2025年第3期380-392,共13页
进口附面层(IBL)条件对压气机内部流动特性具有显著影响,为探究其对高负荷压气机串列叶栅端区流动特性的影响,采用定常数值方法对某高亚声速压气机串列叶栅流场进行计算,并研究了不同进口条件,包括附面层厚度及常规和倾斜两种形式对叶... 进口附面层(IBL)条件对压气机内部流动特性具有显著影响,为探究其对高负荷压气机串列叶栅端区流动特性的影响,采用定常数值方法对某高亚声速压气机串列叶栅流场进行计算,并研究了不同进口条件,包括附面层厚度及常规和倾斜两种形式对叶尖泄漏和角区分离两种流动结构的影响,结果表明:在无叶尖间隙时,进口附面层增厚会使角区分离在前叶的三维尺度以及后叶的周向范围增大,附面层倾斜效应使前叶二次流削弱而后叶二次流增强,总压损失降低,且进口附面层厚度增大使倾斜效应对角区流动的影响降低。1%叶高间隙下,增大附面层厚度使泄漏涡的展向尺度增大,附面层倾斜效应则使前叶泄漏涡增强,后叶泄漏涡减弱,总压损失减小,而进口附面层厚度增加使倾斜效应对叶尖端区流动的影响增强。 展开更多
关键词 串列叶栅 进口附面层 倾斜附面层 叶尖泄漏流 角区分离
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DBD等离子体激励控制外掠后台阶流场的机理研究
15
作者 俞建阳 吴延龙 +1 位作者 谢维潇 孙丰实 《航空动力学报》 北大核心 2025年第8期96-107,共12页
为探究介质阻挡放电(dielectric barrier discharge, DBD)等离子体控制外掠后台阶流场结构机理,通过数值模拟获得了DBD激励诱导流场结构与大尺度自由驻涡耦合流动过程,利用本征正交分解(proper orthogonal decomposition, POD)分析方法... 为探究介质阻挡放电(dielectric barrier discharge, DBD)等离子体控制外掠后台阶流场结构机理,通过数值模拟获得了DBD激励诱导流场结构与大尺度自由驻涡耦合流动过程,利用本征正交分解(proper orthogonal decomposition, POD)分析方法提取了耦合流场的主要含能模态分布特征,基于湍动能分布等流场特征信息探讨了流动结构特性及其相互作用,分析对比了不同激励参数下的流场结构发展演变过程。结果表明:非定常等离子体激励增强了剪切层的动量传输能力,使得回流区中的小尺度涡结构被抑制,分离区长度减小。通过POD模态分析,发现中频激励与低、高频激励实现流动控制的机理存在显著差异。低、高频激励下剪切层位置的往复摆动是等离子体激励作用下诱导流场的主要运动形式,而中频激励的作用则体现在对小尺度湍流脉动作用上。 展开更多
关键词 流场结构 外掠后台阶 非定常等离子体激励 自由驻涡 本征正交分解
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高温合金丝网编织定向发汗冷却技术
16
作者 梁俊龙 黄鋆 《火箭推进》 北大核心 2025年第3期280-287,共8页
定向发汗冷却技术的优势在于从结构上增大热结构与冷却剂的换热面积,极大地利用了发汗冷却剂的物理热沉及化学热沉,实现了较小的冷却剂量防护较大的热结构面积。高温合金丝网编织定向发汗冷却技术融合了液/气膜冷却和流体介质的对流换... 定向发汗冷却技术的优势在于从结构上增大热结构与冷却剂的换热面积,极大地利用了发汗冷却剂的物理热沉及化学热沉,实现了较小的冷却剂量防护较大的热结构面积。高温合金丝网编织定向发汗冷却技术融合了液/气膜冷却和流体介质的对流换热技术,对于提高冷却剂的利用率,提升发动机性能具有很大的现实意义。从高热流定向发汗冷却数值仿真、冷态条件下定向发汗冷却材料定向角和发汗量测试、高温裂解态燃料发汗量测试及燃料与发汗面板相容性、高温合金丝网编织定向发汗冷却材料发动机热试考核研究这4个方面论述了高温合金丝网编织定向发汗冷却技术研究过程。 展开更多
关键词 高温合金 丝网编织 定向发汗冷却
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基于喘振/失速的航空发动机系统安全评估方法 被引量：1
17
作者 李志平 孙泽锜 +2 位作者 朱星宇 赵雨洁 綦蕾 《航空动力学报》 北大核心 2025年第8期481-492,共12页
现行喘振/失速条款适航审定方法基于单降稳因素叠加的最小发动机状态分析方法,导致高估最小发动机状态的发生概率,无法针对喘振/失速事件做出准确风险概率评估。通过将系统安全概念引入航空发动机喘振/失速适航审定领域,使用蒙特卡洛方... 现行喘振/失速条款适航审定方法基于单降稳因素叠加的最小发动机状态分析方法,导致高估最小发动机状态的发生概率,无法针对喘振/失速事件做出准确风险概率评估。通过将系统安全概念引入航空发动机喘振/失速适航审定领域,使用蒙特卡洛方法调用发动机气动热力模型构建系统安全评估方法。以某型航空发动机为案例进行基于系统安全评估方法的全局敏感性分析以及风险评估,结果表明:对于喘振裕度影响最大的降稳因素为引气值、循环数以及进口总温,同时全局敏感性分析结果显示降稳因素之间存在耦合影响,系统安全评估结果表明发动机急加速占总飞行时间不超过1.25%时,喘振/失速发生概率是可接受的。 展开更多
关键词 系统安全 喘振/失速 适航审定 蒙特卡洛方法 全局敏感性分析
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全局叶型扭转角误差对轴流压气机性能影响的不确定性量化分析方法 被引量：1
18
作者 翟益琛 楚武利 +2 位作者 刘铠烨 莫喻钦 申轶豪 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第3期110-123,共14页
为了研究全局叶型扭转角误差对跨声速压气机叶片性能参数及流场结构的影响,以Rotor37为研究对象提出了一种不确定性量化流程及方法。首先基于主成分分析方法构建几何不确定性三维降阶模型,然后基于非嵌入式混沌多项式中三维正态分布变... 为了研究全局叶型扭转角误差对跨声速压气机叶片性能参数及流场结构的影响,以Rotor37为研究对象提出了一种不确定性量化流程及方法。首先基于主成分分析方法构建几何不确定性三维降阶模型,然后基于非嵌入式混沌多项式中三维正态分布变量的选取方法,用数值方法求解需求样本点上的全三维Reynolds-averaged Navier-Stokes方程以构建非嵌入式混沌多项式,借以评估大样本量下的性能响应,结果显示性能参数的统计结果服从正态分布,其平均水平不受影响,但存在约1%的波动。利用Spearman相关性分析得到影响流场的关键展向截面位置,结果表明效率与70%~100%叶高范围内的扭转角误差负相关性最强,加工时应着重提高此区域的加工精度。通过分析统计学意义下流场的波动情况和具有极端效率叶型的流场特征以探究扭转角误差对性能的影响机理,结果表明在间隙泄漏流与激波位置处的流场波动程度最剧烈,扭转角误差通过影响激波位置与泄漏流强度从而影响二者的相互干扰作用,继而影响下游的堵塞程度,最终对效率产生影响。由此可见,全局扭转角误差对叶片性能及流场的影响已不容忽视,在稳健性设计中应根据流场特征着重考虑。 展开更多
关键词 跨声速压气机叶片 扭转角误差 主成分分析 非嵌入式混沌多项式 不确定性量化
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叶轮机械流固热耦合仿真及自主可控软件研制
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作者 唐志共 何旭 +5 位作者 查浩 王子维 王栋志 储世博 柳阳威 李彬 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第8期76-99,I0001,共25页
叶轮机械作为动力能源领域的关键设备部件,其性能和效率直接关系到动力系统的服役表现。随着高性能计算机系统硬件水平的高速发展,以及流体、强度和传热领域数值仿真能力的不断提升,流固热耦合仿真技术对于叶轮机械的设计优化、性能预... 叶轮机械作为动力能源领域的关键设备部件,其性能和效率直接关系到动力系统的服役表现。随着高性能计算机系统硬件水平的高速发展,以及流体、强度和传热领域数值仿真能力的不断提升,流固热耦合仿真技术对于叶轮机械的设计优化、性能预测以及故障预防起着越来越关键的作用。本文对叶轮机械流体、强度以及流固和流热仿真领域的主要数值方法和挑战问题进行了分析,以国产自主涡轮动力叶轮机械流固热耦合仿真软件(AeroEngine Numerical Simulation,AENS)为载体,介绍了同构/异构流固热耦合仿真软件架构,以及高效的耦合算法和鲁棒的网格技术。通过典型叶轮机械AENS流固/流热耦合仿真结果与试验数据的对比分析,表明AENS具备在高温、高压、高转速条件下的流固热耦合模拟能力,其应用前景广阔,为叶轮机械正向多学科耦合设计提供了重要支撑。 展开更多
关键词 流固热耦合 软件架构 数值仿真 叶轮机械 多学科耦合设计
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航空发动机涡轮部件技术特征分析与发展预测 被引量：1
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作者 贺进 薛伟鹏 +4 位作者 张维涛 黄文周 张克祥 刘存良 王俨剀 《燃气涡轮试验与研究》 2025年第2期20-32,共13页
涡轮部件作为航空发动机的核心热端部件,其性能突破是推动航空动力系统代际跃迁的关键。通过构建“需求牵引-技术进化”双维度分析框架,系统回顾了五代涡轮技术的演进历程,揭示了气动、冷却、结构强度、材料工艺技术的协同进化机制。研... 涡轮部件作为航空发动机的核心热端部件,其性能突破是推动航空动力系统代际跃迁的关键。通过构建“需求牵引-技术进化”双维度分析框架,系统回顾了五代涡轮技术的演进历程,揭示了气动、冷却、结构强度、材料工艺技术的协同进化机制。研究指出,涡轮技术发展遵循“需求牵引”与“技术推动”的螺旋式规律:第一代至第四代发动机涡轮通过气动效率优化、冷却技术创新、结构可靠性增长、材料耐温极限提升,支撑发动机推重比、涡轮前温度不断提高;第五代涡轮则面向变循环、多模式需求,聚焦宽工作范围高效设计、变几何调节及陶瓷基复合材料应用。在此基础上,提出了涡轮技术未来发展的八大方向。研究成果为新一代涡轮技术攻关提供了理论框架与决策支持。 展开更多
关键词 航空发动机 涡轮部件 技术特征 气动效率 冷却技术 结构强度 发展预测
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