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1994年  第9卷  第1期

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研究论文
飞机飞行中发动机推力的测定
廉小纯, 陈辅群, 沈韶瀛, 刘选民
1994, 9(1): 1-4,105.
摘要 PDF(285KB) icon1603 icon466
摘要:
提出了一种飞机飞行中发动机推力测定的总推力模型。该模型的基本思想是对涡轮后的混合室和加力燃烧室及尾喷管作一元流动分析, 用三个修正系数考虑实际流动的三元效应、传热及传质等因素的影响。这三个系数事先由发动机地面台架试验或高空台试验数据优化分析确定。
桨扇模型的气动性能和气动声学的实验研究
王波, 任丽芸, 彭泽琰
1994, 9(1): 5-9,105.
摘要 PDF(1354KB) icon1583 icon406
摘要:
概述了具有不同安装角的直叶片、前掠叶片、后掠叶片等3种桨扇模型在起飞状态下出口流场的气动性能和气动声学实验结果及其相互间的对比。主要结论为：良好的气动设计不仅是提高气动性能的要求, 而且也是改善桨扇气动声学性能的有效途径；有掠度的叶片具有降噪的潜力；桨扇叶尖区采用卸荷设计有利于降噪及提高效率。
一种求解透平叶栅三维流场的高精度TVD格式
顾发华, 王仲奇, 杨弘, 冯国泰
1994, 9(1): 10-14,106.
摘要 PDF(412KB) icon1834 icon399
摘要:
本文提出了一种应用三阶精度Chakravarthy-OsherTVD格式求解环形透平叶栅三维定常流场的隐式近似因子分解方法。控制方程为柱座标速度分量表示的任意曲线座标系下的三维欧拉方程。采用Beam-Warming近似分解, 对隐式项进行迎风差分, 得到了时间精度为一阶、空间精度为5点三阶的隐式格式。算例对5点三阶和5点二阶精度的格式进行了比较。表明空间三阶精度隐格式对计算结果没有明显改进, 但收敛残差有较大降低。
应用TVD格式分离求解不可压N-S流动
贺俊, 冯青, 严传俊, 刘松龄
1994, 9(1): 15-18,106.
摘要 PDF(1214KB) icon1802 icon412
摘要:
提出一种新的将连续方程与动量方程分离求解的TVD引用方法。对动量方程中的对流项采用三阶精度、迎风TVD格式离散, 粘性项和压力项采用中心差分格式离散。压力采用压力替代法求解。计算所用的网格是具有交错网格主要特点的修正非交错网格, 并采用一种压力修正法和G-S中心对称迭代法加速收敛。给出了二维管流和二维空穴流动在不同状态下的计算结果, 并与其它解法的计算结果或精确解进行比较。结果表明, TVD格式不仅能用于不可压流数值计算, 而且还能得到比非TVD差分法精度更高的结果。
旋转失速状态下静子叶排的新认识
朱俊强, 刘志伟, 李军
1994, 9(1): 19-23,106.
摘要 PDF(332KB) icon1741 icon476
摘要:
测量了孤立转子及单级轴流压气机的旋转失速起始边界、旋转失速后续性能及其流场结构以及整个压缩系统的不稳定形态。讨论了单级轴流压气机中静子叶排对各特征参数的影响, 分析了旋转失速状态下静子叶排所起的作用。通过分析指向静子叶盆的滑移速度, 讨论了旋转失速状态下静子叶排加入后各性能参数的变化趋势, 解释了单级压气机所固有的一些性质。
用高效矢通量分裂格式求解二维叶栅的跨音流动
刘慎之, 刘斌, 向一敏
1994, 9(1): 24-26.
摘要 PDF(198KB) icon1226 icon428
摘要:
提出了一种高效隐式矢通量分裂格式。该格式通过在显格式上添加合适的高阶小量, 避免了近似因子分解和系数矩阵运算, 大大地减少了计算量。同时该格式在收敛性及激波捕捉精度等方面均保持了矢通量分裂格式所具有的优势。将该格式用到了二维叶栅的无粘跨音流场的数值模拟中去, 结果令人满意, 证实了无矩阵运算、无近似因子分解的隐格式构造有一定的推广意义。
中心进气的旋转盘平均换热特性研究
徐国强, 曹玉璋, 邱绪光
1994, 9(1): 27-30.
摘要 PDF(1122KB) icon1496 icon475
摘要:
实际发动机的气冷涡轮盘结构被简化成具有中心进气的旋转盘模型, 以实验方法研究了旋转雷诺数Re、进气流量系数Cw、间隙比G和出气间隙比Gs对旋转盘表面平均换热特性的影响。在本实验范围内, Re较大时, 它对盘面的Nu有较为明显的影响；Cw的增大会提高转盘表面的换热能力；G和Gs对盘面的Nu影响较小。根据实验结果给出了一个计算旋转盘表面平均对流换热系数的经验关系式。
多级轴流压气机展向掺混的数值模拟
姚吉先, 周新海
1994, 9(1): 31-34.
摘要 PDF(436KB) icon1574 icon510
摘要:
在紊流扩散模型的基础上, 通过引入二次流造成的气流过转折/欠转折影响, 完成了S2流面的展向掺混数值模拟。分别用Galimore-Cumpsty掺混模型或Baldwin-Lomax紊流模型计及紊流扩散的作用；落后角的预估在二维Carter公式基础上引入了Roberts二次流修正模型。应用上述方法对两台3级轴流压气机进行了计算。计算的出口总温、总压等参数与实验较吻合, 与其他单独考虑紊流扩散和二次流效应的掺混计算结果比较表明了本文方法的有效性。
有限分析方法求解粘性可压缩紊流
徐雕, 吴国钏
1994, 9(1): 35-38.
摘要 PDF(240KB) icon1615 icon376
摘要:
本文将有限分析方法进一步推广到粘性可压缩紊流流场的数值研究, 在贴体座标网格上数值分析了单列和串列叶栅内粘性可压缩紊流流场。计算表明, 有限分析方法具有数值精度高, 稳定性好和收敛速度快等优点, 适于粘性可压缩紊流流场数值计算。
旋成面叶栅气动反命题的新解法(Ⅱ)
戴韧, 刘高联
1994, 9(1): 39-42.
摘要 PDF(971KB) icon1226 icon389
摘要:
本文利用映象平面ξ-η的特点, 将旋成面叶栅气动正命题的微分-积分解法与叶型修正的“喷气模型”结合, 建立了一种适用于旋成面叶栅气动反命题的新解法。叶片表面给定的气动参数分布作为反命题的边界条件, 在求解过程中直接得到满足。通过对一例实际透平叶型的计算验证了本文解法的可靠性和实用性。
跨音速翼型多参数多约束优化设计方法
钟伯文, 乔志德
1994, 9(1): 43-46.
摘要 PDF(746KB) icon1305 icon432
摘要:
本文通过采用EXTREM数值优化方法并基于求解全速势方程的跨音速粘流翼型计算方法, 研究发展了一种应用形状函数修形的跨音速翼型多参数多约束数值优化设计方法, 应用该方法可以从普通低速翼型和超临界翼型出发通过数值优化后得到在跨音速区阻力系数最小化的翼型几何外形。设计表明, 该方法具有收敛快、调用目标函数次数少等优点。
叶轮间隙差引起激振实验器的研究
赵福安
1994, 9(1): 47-50.
摘要 PDF(223KB) icon1142 icon411
摘要:
叶轮相对机匣存在几何偏心时, 作用在叶片上的气动力将会产生使转子发生失稳的横向力。经实践探讨, 对其实验设备进行了设计尝试并经多次调试改进, 终于获得了设计这项实验器的可行方法, 经实用证明成功的捕捉到不同条件时Alford力值。
Hamilton体系层合板动力响应半解析法
邹贵平, 唐立民, 刘迎曦
1994, 9(1): 51-54.
摘要 PDF(3505KB) icon1313 icon470
摘要:
对时间方向引进正则变换函数, 给出了层合板动力学的Hamilton正则方程及其半解析法。通过分离变量, 就可以在板平面内采用通常的有限元离散, 而在板厚方向采用状态空间法给出解析解, 且通过传递矩阵, 保证了层间位移和应力的连续, 建立了层合板上下表面相变量的关系式, 利用打靶法进行求解。数值算例表明：本文方法未知量少, 精度高。
航空发动机主传动弧齿锥齿轮的接触特性研究
王三民, 袁茹, 纪名刚
1994, 9(1): 55-58.
摘要 PDF(546KB) icon1467 icon464
摘要:
依据航空弧齿锥齿轮的加工原理, 建立了弧齿锥齿轮的切齿共轭方程；在考虑误差和支承刚性的条件下, 对航空锥齿轮的接触特性进行了研究, 并分析计算了误差及支承刚性对齿轮副的接触印痕和运动曲线的影响。结果表明：弧齿锥齿轮传动对沿主动轮轴向的偏移和轴间夹角的偏移比较敏感。研究问题的方法和所得的结论, 为高性能航空锥齿轮传动的研制提供了手段和依据。
斜齿轮齿根动应力数值计算与实验研究
刘更, 蔺天存, 沈允文
1994, 9(1): 59-62.
摘要 PDF(532KB) icon1679 icon428
摘要:
运用三维有限元和齿根局部网格密化技术提出了一套计算斜齿轮啮合过程齿根弯曲应力的方法。根据齿轮系统动态特性分析, 求得作用在轮齿上的动载历程, 计算了在动态载荷作用下的齿根应力分布。通过斜齿轮齿根动应力实验, 说明了本文方法的有效性。给出了啮合过程中齿宽不同截面上的动应力分布形态, 讨论了转速和扭矩对齿根动应力的影响。
大L＊脉冲发动机内弹道性能的实验研究
张平, 李葆江, 郑晓平, 王海丰
1994, 9(1): 63-66.
摘要 PDF(838KB) icon1548 icon390
摘要:
本文介绍了远程火箭中间段制导地面动态联试用的大L＊脉冲发动机内弹道性能实验研究的情况, 包括静态点火试验、动态旋转试验和高低温环境试验的情况。试验数据与设计数据符合良好。试验结果表明, 脉冲发动机的主要性能满足与弹上控制系统动态联试的要求, 但也带有大L＊发动机的某些明显特点。
固体火箭发动机旋转对燃速的影响
张为华, 曹泰岳, 万章吉
1994, 9(1): 67-70.
摘要 PDF(232KB) icon1519 icon512
摘要:
从实验和理论两方面探讨了固体火箭发动机旋转对燃速的影响。对含铝复合推进剂在试片发动机、全尺寸装药发动机工作状态下旋转对燃速的影响进行了研究, 获得了大量实验数据。得到以下几点结论：铝粉含量相同时, 燃速敏感性随铝粉粒度增大而增大；铝粉粒度相同时, 燃速敏感性随铝粉含量增大而增大；高燃速推进剂加速度阀值高, 燃速敏感性小。
航空发动机智能控制器应用研究
王镛根, 张西锋
1994, 9(1): 71-74.
摘要 PDF(237KB) icon1326 icon472
摘要:
本文设计了一个智能控制器, 用于航空发动机稳态小偏离与瞬态大偏离控制, 数字仿真研究结果表明, 它比模糊控制及PID控制具有更好的控制性能。
超声速流体密度场的全息干涉测量
黄国亮, 邬敏贤, 黄婉云, 程家纲, 李建一
1994, 9(1): 75-78.
摘要 PDF(711KB) icon1394 icon409
摘要:
介绍一种基于全息干涉计量原理、应用数字图像处理系统, 精确测量风洞超声速叶栅流场中流体密度分布的新方法。整个测量过程中测量仪器对流场没有机械扰动, 还具有测量精度高、数据获取、处理方便, 能同时获得流体全场信息等优点。给出了用该方法所获得的超声速叶栅流场的全场密度分布结果。
直射式喷咀垂直跨流喷油与沙丘驻涡稳定器匹配的实验研究
顾善建, 杨茂林, 黄勇, 张迎年
1994, 9(1): 79-82.
摘要 PDF(212KB) icon1900 icon432
摘要:
试验研究了直射式喷咀垂直跨流喷射时, 进口气流速度、喷咀压降与稳定器径向位置等参数对沙丘驻涡(BD)稳定器截面燃油浓度分布的影响, 并与沿z向喷射情况作了比较。结果表明, 垂直跨流喷油与BD稳定器的匹配比沿z向(即水平方向)喷油好。为使良好气动特性与燃烧稳定性的BD稳定器获得推广与应用, 必须考虑喷油方式、气流速度、喷咀压降与稳定器径向位置等参数对燃油浓度分布的影响。
环形弯扭静叶栅流场的计算与实验研究
杨弘, 于清, 徐文远, 顾发华, 冯国泰
1994, 9(1): 83-85.
摘要 PDF(178KB) icon1784 icon607
摘要:
本文应用S2流面正问题计算方法和三维Euler方程的时间推进计算方法对某涡轮弯扭静叶栅流场分别进行了分析计算, 并在环形涡轮叶栅实验台上测试了该叶栅出口截面上气动参数的分布。通过分析、比较计算结果和实验数据, 既考核了算法, 也研究了弯扭静叶栅中的流动机理, 由此得出了对弯扭叶片的气动设计计算具有重要意义的几点结论。
轴对称燃气射流的数值计算
王新月, 潘锦珊, 曹祥益
1994, 9(1): 86-88.
摘要 PDF(201KB) icon1736 icon516
摘要:
本文应用VonMises变换对轴对称射流的各控制方程和相应的初始条件及边界条件进行了变换, 选用普朗特混合长度湍流模型, 用隐式有限差分格式进行数值求解, 成功地计算了某型飞机在巡航状态下燃气由轴对称收缩喷管排入亚音速空气流中的速度场、温度场、浓度场、密度场以及燃气各组分的成分分布。计算结果可以用于预测飞机尾喷管高温燃气射流的红外辐射特性。
弯曲混合管引射系统气动特性实验研究
张靖周, 李立国, 高潮
1994, 9(1): 89-91.
摘要 PDF(186KB) icon1595 icon386
摘要:
对波瓣喷管和圆喷管与弯曲混合管匹配的引射系统内流气动特性进行了实验研究, 结果表明：(1)与圆喷管相比, 波瓣喷管可以将系统的引射能力提高约100%, 混合管出口的峰值温度降低近10%, 而两者的总压损失几乎是一致的；(2)因弯曲引起的二次流及主流冲击弯曲壁面的扩散影响, 混合管椭圆形排气口的长轴方向, 尾缘温度明显地高于前缘温度；而在短轴方向, 温度分布呈马鞍形状。
定向结晶气冷涡轮叶片应力分析
饶寿期, 田爱梅, 岳彦芳
1994, 9(1): 92-94.
摘要 PDF(192KB) icon1813 icon453
摘要:
本文利用大型非线性有限元通用程序对定向凝固结晶的气冷叶片进行了热弹性分析。对DZ-22材料性能常数进行了分析和确定。建立了横观各向同性的本构模型。根据叶片模型和最大工作状态选用八节点三维元计算了离心应力、热应力和总的当量应力, 作了相应的前后置处理。
有过冷时圆柱体的熔解研究
曲鹏, 沙斌, 袁修干
1994, 9(1): 95-97.
摘要 PDF(202KB) icon1188 icon364
摘要:
本文通过引入新的温度分布表达式, 研究了有过冷影响时圆柱体外固体的熔解问题, 得到了简单而有效的近似分析解。该方法分析过程简单、直观, 所得结果与数值计算结果符合得较好, 亦可求解大过冷度和大Stefan数的相变问题, 十分适合于工程分析计算。
带内翅片园管流动阻力的实验研究
吴一黄, 孙毅, 蒋元丁
1994, 9(1): 98-100.
摘要 PDF(183KB) icon1705 icon453
摘要:
介绍了空气和高温燃气在带内翅片园管内流动时, 流动阻力实验的研究结果。全部实验数据整理成ξ=f(Re)的准则方程, 除两个实验状态的偏差为±10.2%外, 其它的实验点, 按我们所综合的阻力公式的计算值与实测值之间的偏差大都小于5%.
某型发动机的单片机控制系统
王庆康, 桑国安
1994, 9(1): 101-103.
摘要 PDF(192KB) icon1672 icon452
摘要:
某型发动机转速调节器是气动液压式的开闭式混合调节系统, 其结构复杂、重量大。为了研制新的控制系统, 采用16位单片机8098, 它是专门为具有16位微控制器的速度和具有8位外部总线而设计的。具有质量高、功能全且易于调整特点, 最适用于步进电机的控制。系统仿真和半物理模拟试验表明, 数字控制系统的时间响应, 在相同干扰情况下, 优于气动液压式控制系统。

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