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涡桨发动机二自由度μ综合控制
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作者 王曦 《推进技术》 北大核心 2025年第3期191-203,共13页
针对涡桨发动机主燃油控制单元和桨叶角控制单元构成的双回路控制系统,提出了二自由度控制的架构,采用结构化奇异值μ综合控制,将涡桨发动机的主燃油控制和桨叶角控制进行融合,实现了主燃油控制和桨叶角控制之间内部干扰的动态解耦以及... 针对涡桨发动机主燃油控制单元和桨叶角控制单元构成的双回路控制系统,提出了二自由度控制的架构,采用结构化奇异值μ综合控制,将涡桨发动机的主燃油控制和桨叶角控制进行融合,实现了主燃油控制和桨叶角控制之间内部干扰的动态解耦以及飞行条件下的抗外部干扰性能。在涡桨发动机非线性模型仿真平台上进行了全包线加减速过渡态、稳态仿真。结果表明,二自由度双回路μ综合控制具有涡桨发动机主燃油控制回路和桨叶角控制回路的内部干扰解耦抑制和飞行条件变化的外部干扰抑制性能,回路之间内部干扰动态解耦时间不大于2 s,飞行高度在0~8 km变化、飞行马赫数在0~0.5变化,燃气涡轮转速n_(g)最大相对误差0.11%,动力涡轮转速n_(p)最大相对误差1.4%。 展开更多
关键词 涡桨发动机 Μ综合控制 二自由度双回路 主燃油控制 桨叶角控制 动态解耦
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轴对称推力矢量喷管动力学特性仿真与分析
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作者 滕晓鑫 罗忠 +1 位作者 余稀 许春阳 《航空发动机》 北大核心 2025年第3期115-122,共8页
轴对称推力矢量喷管在运行中往往受到高温高载荷的影响而发生故障。为了降低排故试验成本,缩短试验周期和提高系统可靠性,采用数值模拟的方式研究其运动学和动力学特性,并提出基于计算流体力学的气动载荷等效施加方法,用于多体动力学数... 轴对称推力矢量喷管在运行中往往受到高温高载荷的影响而发生故障。为了降低排故试验成本,缩短试验周期和提高系统可靠性,采用数值模拟的方式研究其运动学和动力学特性,并提出基于计算流体力学的气动载荷等效施加方法,用于多体动力学数值计算。对结构进行建模,通过计算流体力学分析得到流固耦合面的压力分布;建立受载构件的模态中性文件,并将流场载荷映射到相应的节点上;通过使用带有载荷的模态中性文件替换原有构件,进行刚柔耦合动力学计算。针对驱动方式和间隙对系统的运动学和动力学响应进行了分析。结果表明:正弦驱动方式能够提高系统的运行平稳性;在各运动副中,凸轮副承受的载荷最大(高达40 kN),且最容易在靠近机匣处发生磨损和卡滞现象;在扩张调节链中,球副承受的载荷最大;间隙的存在会导致系统发生碰撞冲击,影响运动的平稳性。 展开更多
关键词 轴对称推力矢量喷管 流固耦合 动力学仿真 运动学仿真 动态特性 航空发动机
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基于单片机的热处理炉温度控制系统设计与实现 被引量:3
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作者 殷晓辉 赵海萍 《工业加热》 CAS 2024年第8期27-30,共4页
热处理炉是供炉料热处理加热用的燃料炉或电炉,热处理炉温度范围比较大,而且对炉温的控制要求非常严格,只有控制好炉温,才能防止金属的氧化或脱碳。随着工业技术的不断进步和产业升级,高质量、高性能材料的需求日益增加,这对于热处理技... 热处理炉是供炉料热处理加热用的燃料炉或电炉,热处理炉温度范围比较大,而且对炉温的控制要求非常严格,只有控制好炉温,才能防止金属的氧化或脱碳。随着工业技术的不断进步和产业升级,高质量、高性能材料的需求日益增加,这对于热处理技术的要求也日益提高。然而,传统的人工控制方式往往存在温度波动大、稳定性差等问题,难以满足现代材料工程的要求。基于单片机的热处理炉温度控制系统设计与实现的研究在实现高质量产品的生产过程中具有重要意义。综合论述了热处理技术与温度控制、热处理炉温度控制系统设计以实现对热处理炉温度的精确控制。通过不断的优化和创新实现了热处理炉温度的智能化控制,为工业生产和产品质量提升做出更大的贡献。 展开更多
关键词 热处理炉 温度控制 系统设计 单片机
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基于ARM的电阻炉炉温控制系统设计 被引量:2
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作者 马飞 《工业加热》 CAS 2024年第4期6-8,12,共4页
在科学技术突飞猛进发展的背景下,现代工业生产中的电压、电流、开关量等都是重要的被控参数,在冶金制造业中,温度是器件生产过程中非常重要的物理参数,需要对各种加热炉的温度进行严格控制,对其温度变化进行实时监测,确保炉内温度满足... 在科学技术突飞猛进发展的背景下,现代工业生产中的电压、电流、开关量等都是重要的被控参数,在冶金制造业中,温度是器件生产过程中非常重要的物理参数,需要对各种加热炉的温度进行严格控制,对其温度变化进行实时监测,确保炉内温度满足制造器件的需求。电阻炉在金属热处理中具有较为广泛的应用,是进行金属锻压加热、烧结的重要工业设备。电阻炉温度控制多采用自动化控制系统,实现智能化管理,保证炉温的均匀度以及零件温度的均匀性,提高生产的可靠性和稳定性。从电阻炉温度控制的难点入手分析,结合电阻炉温度控制系统的设计原则,提出一种基于ARM处理器的电阻炉炉温控制系统设计方案,能够提高电阻炉温度控制的精度,保证工业生产的稳定性。 展开更多
关键词 电阻炉 温度控制 ARM处理器 系统设计
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变马赫数下的内并联式TBCC模态转换控制
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作者 于华锋 郭迎清 王佳美 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3456-3462,共7页
随着高超声速技术的发展,涡轮基组合循环(TBCC)发动机越来越受到重视。模态转换是制约TBCC发动机投入实用的障碍之一,有必要对这个过程中的控制方式进行研究。提出一种模型综合方式,实现一维进气道、冲压发动机及涡轮发动机的综合迭代,... 随着高超声速技术的发展,涡轮基组合循环(TBCC)发动机越来越受到重视。模态转换是制约TBCC发动机投入实用的障碍之一,有必要对这个过程中的控制方式进行研究。提出一种模型综合方式,实现一维进气道、冲压发动机及涡轮发动机的综合迭代,基于MATLAB/Simulink环境构建了适用于控制系统设计的TBCC模型。对单模态控制系统进行分析,在最小改动原则上提出模态转换控制器架构;通过线性矩阵不等式(LMI)工具给出控制器设计方法。给出变马赫数仿真的意义,通过2.5~3马赫数下的模态转换仿真验证了控制系统。仿真结果表明:控制系统可以保证TBCC发动机处于安全状态,变马赫数模态转换阶段推力波动小于4.2%。 展开更多
关键词 涡轮基组合循环发动机 模态转换 变马赫数 控制系统设计 多变量控制
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轴对称矢量喷管运动学建模及运动轨迹分析 被引量:1
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作者 张昊 张起梁 +2 位作者 孟令超 罗忠 宋慧涛 《航空发动机》 北大核心 2024年第1期87-93,共7页
轴对称矢量喷管为复杂的空间多链路机构,是推力矢量技术的核心。为研究其运动规律,将空间机构位置分析法、解析几何法和环路矢量法相结合,建立了轴对称矢量喷管的空间运动学模型。利用数值仿真实现了其运动姿态的仿真,并通过与ADAMS仿... 轴对称矢量喷管为复杂的空间多链路机构,是推力矢量技术的核心。为研究其运动规律,将空间机构位置分析法、解析几何法和环路矢量法相结合,建立了轴对称矢量喷管的空间运动学模型。利用数值仿真实现了其运动姿态的仿真,并通过与ADAMS仿真结果对比,验证了该模型的正确性,进而获得轴对称矢量喷管在不同驱动方式下的位姿以及喉口和喷口的面积变化规律。结果表明:喉口状态和喷管运动状态对喷管面积比均有影响,面积比随着A9作动筒的同步伸长呈明显单调递增状态;A9作动筒异步驱动时,喷管面积比变化较小,喷口矢量偏转角角速度与作动筒运动速度呈比例关系,截面形状由圆形逐渐变为空间上扭曲的椭圆形;拉杆尺寸对喷管机构的面积比变化范围有明显影响,拉杆每增大(或减小)1 mm,面积比变化区间整体上移(或下移)0.025。仿真结果有助于了解喷管的运动规律,可为喷管的参数化分析及优化设计提供理论依据。 展开更多
关键词 轴对称矢量喷管 空间多链路 运动学建模 仿真 位姿 运动轨迹 航空发动机
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基于SVR的X型发动机传感器故障诊断研究 被引量:11
7
作者 李本威 樊照远 +2 位作者 王永华 尹大伟 蒋科艺 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1754-1759,共6页
利用基于回归型支持向量机(SVR)的诊断方法,设计了某型涡扇发动机传感器常见故障诊断系统,实现了传感器故障隔离与信号重构.通过发动机试车数据对SVR进行训练,以传感器的偏置故障、冲击故障和漂移故障为例,用MATLAB语言进行了计算机仿... 利用基于回归型支持向量机(SVR)的诊断方法,设计了某型涡扇发动机传感器常见故障诊断系统,实现了传感器故障隔离与信号重构.通过发动机试车数据对SVR进行训练,以传感器的偏置故障、冲击故障和漂移故障为例,用MATLAB语言进行了计算机仿真验证.结果表明:基于SVR的传感器故障诊断具有精确度高,实时性强的特点,是一种很好的传感器故障诊断方法. 展开更多
关键词 航空、航天推进系统 涡扇发动机 传感器 故障诊断 回归型支持向量机(SVR)
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某型弹用涡喷发动机启动加速控制规律设计 被引量:10
8
作者 谢光华 牛天华 +1 位作者 王亿军 苏祥荣 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期232-235,共4页
为满足某弹用涡喷发动机大空域风车启动加速要求,分析了发动机控制系统原控制方案的局限性,通过引入新的控制输入参数提出了新的控制方案,进行了涡喷发动机新方案控制规律研究和设计。通过地面台架与高空模拟台验证试验结果表明,新方案... 为满足某弹用涡喷发动机大空域风车启动加速要求,分析了发动机控制系统原控制方案的局限性,通过引入新的控制输入参数提出了新的控制方案,进行了涡喷发动机新方案控制规律研究和设计。通过地面台架与高空模拟台验证试验结果表明,新方案控制规律满足发动机大空域风车启动加速要求,新控制方案是切实可行的,某涡喷发动机数字电子控制系统控制规律设计一次成功。 展开更多
关键词 涡轮喷气发动机 控制系统 控制规律设计
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航空发动机鲁棒H_∞/PI状态反馈控制 被引量:4
9
作者 王曦 韩乃湘 +1 位作者 李喜发 李运华 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期364-367,共4页
针对航空发动机模型的不确定性问题,在二次稳定且由干扰到被控输出的闭环传递函数的H∞范数约束下,可获得等效的确定性系统,将参数化的H∞状态反馈控制器中的2个自由参数用PI结构进行约束,提出了一种鲁棒H∞ PI型控制器的设计方法,在建... 针对航空发动机模型的不确定性问题,在二次稳定且由干扰到被控输出的闭环传递函数的H∞范数约束下,可获得等效的确定性系统,将参数化的H∞状态反馈控制器中的2个自由参数用PI结构进行约束,提出了一种鲁棒H∞ PI型控制器的设计方法,在建立的SIMULINK仿真结构平台上进行了鲁棒性能验证。 展开更多
关键词 控制器 状态反馈 航空发动机 飞行控制
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某型航空发动机FADEC系统设计与仿真 被引量:11
10
作者 吴天翼 樊丁 +1 位作者 杨帆 彭凯 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第1期106-111,共6页
随着飞机对发动机的性能要求越来越高,功能要求越来越多、越来越复杂,使得发动机的控制规律越来越精细,控制作用参数不断增加,导致航空发动机的相关控制系统越来越复杂。传统的机械液压式控制器无法满足当前的多参数、高精度控制的技术... 随着飞机对发动机的性能要求越来越高,功能要求越来越多、越来越复杂,使得发动机的控制规律越来越精细,控制作用参数不断增加,导致航空发动机的相关控制系统越来越复杂。传统的机械液压式控制器无法满足当前的多参数、高精度控制的技术要求。为了获得一种具有高速运算、高精度、高可靠性并且能够实现现代控制理论中各种复杂而先进的控制算法的控制器,根据某型核心机的研究任务以及技术要求和设计思想,提出了该型核心机(航空发动机的)FADEC系统的总体设计方案,并在MATLAB下的Simulink建立了相关装置的数学模型并进行了数字仿真。仿真结果表明,所设计的FADEC系统能够提高该型发动机核心机的主要控制变量的控制精度,实现容错控制、状态监视和发动机超温、超转、喘振等各种功能保护,能够满足该核心机的控制要求,具有一定的实际应用价值。 展开更多
关键词 航空发动机 全权限数字电子控制系统 数字仿真
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微型涡喷发动机数字控制实时半物理模拟试验系统 被引量:10
11
作者 苏三买 马瑞 冷文彬 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期93-96,共4页
本文以某微型涡喷发动机为工作对象 ,采用 80 98单片机作数字控制器 ,计算机当作模型发动机 ,具体介绍了数控半物理模拟试验系统概述、发动机数学模型建立、系统硬件总体设计、自适应模型跟随控制器及其软件设计 ;在此基础上建立了发动... 本文以某微型涡喷发动机为工作对象 ,采用 80 98单片机作数字控制器 ,计算机当作模型发动机 ,具体介绍了数控半物理模拟试验系统概述、发动机数学模型建立、系统硬件总体设计、自适应模型跟随控制器及其软件设计 ;在此基础上建立了发动机数控实时半物理模拟试验系统并进行试验 ,结果证明 :所设计的系统能实时地反映控制系统作用下的真实试车过程。 展开更多
关键词 微型涡喷发动机 数控系统 半物理模拟试验 数字控制系统
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一种基于LMI的航空发动机输出反馈PI控制 被引量:7
12
作者 王曦 覃道亮 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期530-534,共5页
基于LMI(LinearMatrixInequality,线性矩阵不等式),提出一种航空发动机PI输出反馈控制器设计方法。利用被控对象中控制向量2范数上界的限制,提出了一种改进ILMI(IterativeLMI)算法,用于解决控制受约束的航空发动机PI控制器的一种LMI描... 基于LMI(LinearMatrixInequality,线性矩阵不等式),提出一种航空发动机PI输出反馈控制器设计方法。利用被控对象中控制向量2范数上界的限制,提出了一种改进ILMI(IterativeLMI)算法,用于解决控制受约束的航空发动机PI控制器的一种LMI描述求解问题。以某型双转子涡喷发动机为被控对象,基于LMI进行了PI输出反馈控制器的设计,并分区域在飞行包线进行了航空发动机控制系统仿真验证。结果表明,所得控制器满足预期设计要求,同时具有一定鲁棒性。 展开更多
关键词 航空发动机 输出反馈^+ 控制器 设计 仿真
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关系矩阵法在发动机执行机构故障检测中的应用 被引量:10
13
作者 陶文华 叶志锋 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1872-1877,共6页
作为航空发动机控制系统的重要组成部分,执行机构的故障检测与隔离目前尚缺少有效方法.本文提出了一种新颖的解决问题途径,利用相互关系矩阵,通过发动机输出与控制器指令计算执行机构输出的偏差,可以达到检测、隔离多个执行机构故障的目... 作为航空发动机控制系统的重要组成部分,执行机构的故障检测与隔离目前尚缺少有效方法.本文提出了一种新颖的解决问题途径,利用相互关系矩阵,通过发动机输出与控制器指令计算执行机构输出的偏差,可以达到检测、隔离多个执行机构故障的目的.数字仿真表明,这一方法在航空发动机执行机构故障检测中,具有较高的准确性. 展开更多
关键词 故障检测 执行机构 关系矩阵 航空发动机
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涡扇发动机主燃油流量监控模型的建立及验证 被引量:4
14
作者 郝晓乐 申世才 +1 位作者 齐海帆 高扬 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2014年第2期37-40,58,共5页
单发飞机装配新型发动机试飞具有较高的风险,作为发动机重要性能参数的燃油流量,可在一定程度上反映发动机的潜在故障。为确保某型涡扇发动机飞行试验安全,需对发动机主燃油流量建立监控模型。利用地面台架试验数据,结合主燃烧室喷嘴和... 单发飞机装配新型发动机试飞具有较高的风险,作为发动机重要性能参数的燃油流量,可在一定程度上反映发动机的潜在故障。为确保某型涡扇发动机飞行试验安全,需对发动机主燃油流量建立监控模型。利用地面台架试验数据,结合主燃烧室喷嘴和主燃油计量装置的工作特性,建立了主燃油流量监控模型,并与装机后的地面试验数据进行对比。结果表明,该监控模型有较高的准确性和通用性,能及时发现发动机可能存在的问题和故障,确保飞行试验安全。 展开更多
关键词 航空发动机 飞行试验 地面台架试验 主燃油流量 燃油总管压力 高压压气机后压力 主燃油计量开关位移
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采用内积原理建立航空发动机神经网络辨识模型 被引量:4
15
作者 谢寿生 樊思齐 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期11-15,共5页
根据样本空间的内积特性,提出一种无需迭代学习内积神经网络。以某型航空发动机的机载记录数据为例,对发动机进行了建模,结果表明该方法具有自学习速度快、抗干扰能力强、准确性高的特点。
关键词 航空发动机 控制系统 神经网络 内积原理
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一种喷口控制的多目标约束设计方法
16
作者 韩永健 王曦 《航空发动机》 北大核心 2024年第2期127-133,共7页
为克服试凑法在控制回路参数优化中的局限性,针对涡扇发动机在加力状态易出现喷口摆动的不协调现象,考虑喷口双环控制结构工作特点,采用按需正向设计策略,按照控制系统时域、频域性能指标设计要求,制定兼顾频域、时域性能要求的内、外... 为克服试凑法在控制回路参数优化中的局限性,针对涡扇发动机在加力状态易出现喷口摆动的不协调现象,考虑喷口双环控制结构工作特点,采用按需正向设计策略,按照控制系统时域、频域性能指标设计要求,制定兼顾频域、时域性能要求的内、外环协调控制的设计目标准则,提出一种喷口控制的多目标约束的差分进化内外环控制参数自整定优化设计方法,在双转子涡扇发动机非线性模型上进行闭环控制系统仿真验证。结果表明:在飞行高度从0增加到10 km、飞行马赫数从0加速到0.9的起飞和爬升状态进入加力过程以及平飞中保持飞行马赫数不变的关断加力过程中,发动机未出现喷口摆动等现象,涡轮落压比最大相对误差不大于1.5%,喷口闭环控制系统具有期望的伺服跟踪和抗飞行条件变化干扰能力。 展开更多
关键词 喷口双环控制结构 多目标约束 差分进化 自整定算法 发动机非线性模型 航空发动机
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关节间隙对矢量喷管调节机构动态特性影响的数值仿真与验证
17
作者 孟令超 张昊 +2 位作者 张起梁 罗忠 许春阳 《航空发动机》 北大核心 2024年第3期64-71,共8页
为研究飞机在不同飞行工况下关节间隙对矢量喷管运动调节机构动态特性的影响,采用第1类拉格朗日方程与混合接触力模型和LuGre摩擦模型相结合的方法,构建了考虑关节间隙和摩擦系数等特征的矢量喷管运动调节机构单叶动力学理论模型,进而... 为研究飞机在不同飞行工况下关节间隙对矢量喷管运动调节机构动态特性的影响,采用第1类拉格朗日方程与混合接触力模型和LuGre摩擦模型相结合的方法,构建了考虑关节间隙和摩擦系数等特征的矢量喷管运动调节机构单叶动力学理论模型,进而构建了整体调节机构的运动学分析模型。结果表明:由于关节间隙的存在,在矢量喷管运动调节机构运动状态突然改变时,初始碰撞阶段调节片的位移几乎不受间隙碰撞的影响,但速度与加速度会产生剧烈且短暂的振动,振动大小受关节间隙影响较大,而间隙对平稳运动时的调节片运动精度几乎不产生影响;整机矢量喷管运动调节机构做收扩运动时,各关节产生的碰撞力几乎相同,做上下偏转运动时,C关节处产生的碰撞力最大,A关节处的受力次之,B和D关节处的受力最小。 展开更多
关键词 矢量喷管运动调节机构 间隙 拉格朗日方程 动力学 航空发动机
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某微型涡喷发动机数控系统研制 被引量:4
18
作者 皮星 邓文革 《燃气涡轮试验与研究》 2003年第4期6-8,共3页
介绍了某微型发动机数控系统的研制技术,以及在供油装置设计中所体现的微发数控系统的特点。对该数控系统的总体设计、供油装置设计、控制器设计技术进行了分析,并给出了该系统与发动机的匹配试验结果。该研究结果对设计数控系统具有较... 介绍了某微型发动机数控系统的研制技术,以及在供油装置设计中所体现的微发数控系统的特点。对该数控系统的总体设计、供油装置设计、控制器设计技术进行了分析,并给出了该系统与发动机的匹配试验结果。该研究结果对设计数控系统具有较好的借鉴和参考作用。 展开更多
关键词 微型发动机 数控系统 控制器 供油装置 涡轮喷气发动机
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涡轴发动机EMS振动监测技术研究 被引量:2
19
作者 张群岩 刁学敏 王婕 《现代机械》 2010年第6期45-47,共3页
振动监测是发动机监测系统(EMS)的重要组成部分,目前涡轴发动机EMS振动监测技术研究已引起广泛的关注。本文从涡轴发动机EMS振动监测技术的研究现状和研究意义出发,就涡轴发动机EMS振动监测发展中的有关技术问题进行了讨论,并提出了一... 振动监测是发动机监测系统(EMS)的重要组成部分,目前涡轴发动机EMS振动监测技术研究已引起广泛的关注。本文从涡轴发动机EMS振动监测技术的研究现状和研究意义出发,就涡轴发动机EMS振动监测发展中的有关技术问题进行了讨论,并提出了一些建议。 展开更多
关键词 振动与波 实时监测 EMS 涡轴发动机
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RQL模型燃烧室流动场的数值研究 被引量:2
20
作者 王丹丹 王成军 吴振宇 《沈阳航空工业学院学报》 2010年第4期27-31,共5页
研究低污染燃烧富油燃烧/快速淬熄/贫油燃烧(RQL)技术,根据其技术关键点设计初步的模型燃烧室。并对孔位置和淬熄段的流动面积对流场影响进行数值模拟,同时根据模拟结果对燃烧室进行了优化设计;得出孔位置在z=100mm到120mm处较好,缩颈... 研究低污染燃烧富油燃烧/快速淬熄/贫油燃烧(RQL)技术,根据其技术关键点设计初步的模型燃烧室。并对孔位置和淬熄段的流动面积对流场影响进行数值模拟,同时根据模拟结果对燃烧室进行了优化设计;得出孔位置在z=100mm到120mm处较好,缩颈结构有利于NOx减低。计算中入口边界参数采用质量流量入口,考虑了湍流化学反应、热辐射等模型。 展开更多
关键词 RQL 燃烧室 数值研究
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