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1999年  第14卷  第1期

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研究论文
对当前跨音风扇气动设计体系中损失系数和堵塞系数的关联分析
邢秀清, 周盛, 张健
1999, 14(1): 1-6.
摘要 PDF(1044KB) icon1362 icon378
摘要:
现有设计体系中对于损失系数主要是由实验和经验来确定。通流气动设计需计入叶片槽道内的附面层堵塞,反映附面层堵塞影响的堵塞系数也是依经验给定。本文对多台风扇设计进行分析后,发现现有的设计体系中损失系数和附面层堵塞系数之间彼此孤立,且不够协调,而事实上,两者是紧密相关的,体现在物理上就是损失和开式分离流之间的关系。本文在分析现有设计体系模型的基础上,提出了一个新的工程模型,把两者关联了起来,并给出了算例分析,且从算例结果中可以看到现有设计体系中单转子效率远大于级效率的原因之一。
跨音速透平叶栅多目标优化设计
童彤, 丰镇平
1999, 14(1): 7-10.
摘要 PDF(533KB) icon1361 icon353
摘要:
本文在应用二维Euler方程及边界层方程相结合的跨音速粘流的计算方法基础上,以叶栅损失和做功能力为目标函数,采用无量纲化的多目标最小偏差法构造统一函数,然后采用可变容差法进行优化求得较为满意的解,从而形成了一种带有多混合变量、多约束以及多目标的跨音速叶栅优化设计方法。
用粘性体积力方法计算高速离心压气机叶轮内部流场
杨策, 索沂生, 蒋滋康, 朱伟, 老大中
1999, 14(1): 11-14.
摘要 PDF(1368KB) icon1661 icon337
摘要:
高速离心压气机是用途非常广泛的一种动力机械,充分了解其内部复杂的三维流场对设计高压比、高效率离心压气机具有很重大的意义。本文采用一种简化的Navier-Stokes方程的计算方法-粘性体积力方法,计算了Krain叶轮内部流场。使用H型网格离散微分方程,并采用多重网格方法和当地时间步长方法加速计算收敛。粘性应力通过Baldwin-Lomax模型计算。为了证明计算结果的有效性,文中也给出了相应的激光测量结果。
超/跨音风扇气动设计体系有关流动模型改进探讨
赵拥军, 邢秀清, 周盛
1999, 14(1): 15-18.
摘要 PDF(495KB) icon1546 icon362
摘要:
当前超/跨音风扇准三维气动设计体系中,二维气动设计与三维流场分析在模型上不匹配。为加强二者之间的关联,提出了气动设计体系三角形概念。作为其实现方法的一部分,提出了内部气流脱轨角及其偏差作为定量指标,以对设计流场进行评价,并对下一轮设计进行指导。根据有限算例,探讨了内部以气流脱轨角及其偏差作为定量准则的可能性。
来流条件对叶片表面附面层转捩影响的数值模拟研究
刘波, 王掩刚, 高丽敏
1999, 14(1): 19-22.
摘要 PDF(279KB) icon1551 icon342
摘要:
通过对二维压气机叶栅叶片表面附面层流态的数值模拟分析,研究了在不同来流马赫数和冲角下,叶片表面层流附面层向紊流附面层的转捩过程,转捩区域的大小等。归纳分析了部分来流条件对转捩过程的影响机制。结果表明：来流马赫数和冲角对转捩起始点和结束点的位置,即转捩所占区域的大小有重要影响。研究工作取得的进展不仅为进一步从机理上深刻认识来流条件对叶片表面附面层流态的影响机理提供了一定的科学依据,而且对今后指导叶片表面附面层流态模似实验工作的开展具有重要参考价值。
叶轮机通流计算的时间推进方法
季路成, 孟庆国, 周盛
1999, 14(1): 23-26.
摘要 PDF(205KB) icon1514 icon365
摘要:
本文首次将时间推进思想应用于通流计算,采用四级龙格-库塔方法求解,根本上解决了目前出现的轴向流动跨音高负荷叶轮机设计困难,初步工作取得了较好结果。作者们预期,时间推进通流计算方法还将弥补现有许多通流计算方法的不足,将在工程设计中发挥更大作用。
涡与涡以及涡与附面层之间相互作用的试验研究
钟易成, 陈晓
1999, 14(1): 27-30.
摘要 PDF(495KB) icon1506 icon337
摘要:
涡由叠合式三角形涡流发生器产生。对涡与涡之间的相互作用研究表明,反向旋转涡之间相互作用使得相邻涡之间向上或向下速度增加。同向旋转涡之间相互作用造成相邻涡的干扰,使涡变弱。对涡与附面层之间的相互作用研究表明,涡改变了附面层的速度分布,使附面层内层速度分布饱满,减小了附面层形状因子。附面层对涡的作用使得涡的耗散大大加快,涡量减小,涡核半径变大,涡的有效作用距离减小。
民用通风机气动设计新特点及设计方法的新发展
李秋实, 陆亚钧, 冯毓诚, 于清
1999, 14(1): 31-34.
摘要 PDF(277KB) icon1604 icon344
摘要:
本文通过对一种新型高性能矿用局部通风机的设计、制造及试验全过程的综述,展现了新的先进设计体系在民用通风机上的成功运用,其研制特点是：(1)在叶片气动设计中为了降低叶根及叶尖区二次流损失,采用可控涡扭向规律设计,样机实测的高性能验证了这种方法的可行性和高效性;(2)在设计方法中采用较精确的数值反验算,获取最优设计方案,大大提高设计的准确性和成功率,并缩短了设计试制周期。
变几何涡扇发动机几何调节对性能的影响
朱之丽, 李东
1999, 14(1): 35-38.
摘要 PDF(1586KB) icon1457 icon355
摘要:
本文以高推重比涡扇发动机为研究对象,利用所建立的以变几何部件特性为基础的变几何加力涡扇发动机性能模型,详细计算和分析了风扇和高压压气机静子叶片角度、高压和低压涡轮导向器喉道面积4个几何参数的调节对发动机性能的影响。结果表明,在本文计算条件下调节风扇静子叶片角度对发动机性能有显着影响,调节其它3个参数对性能影响不大,但可在控制主要部件在其高效率工作点方面发挥作用。
扩压器叶片形线逆命题设计的一种新方法
樊会元, 王尚锦, 席光
1999, 14(1): 39-43.
摘要 PDF(560KB) icon1314 icon376
摘要:
应用遗传算法结合神经网络技术通过对候选叶片表面速度分布与目标速度分布之间误差的极小化,求解给定表面速度分布下的扩压器叶片形线。叶片形线利用Bezier曲线参数化表示,候选叶片形线的流场分析由BP神经网完成。
第四代战斗机推进系统循环参数优化研究
王如根
1999, 14(1): 44-46.
摘要 PDF(225KB) icon1455 icon352
摘要:
本文对有和没有超音速巡航任务段的第四代战斗机推进系统的循环参数进行了最优化计算,分析了超音速巡航距离、发动机全寿命费用和部件效率对发动机最优循环参数选取的影响。结果表明宜采用小涵道比涡扇发动机,而且不考虑费用时涡轮前温度取值越高越好,考虑费用时则有最大值;提高发动机部件效率对循环参数取值影响较大,而且使飞机性能提高较多。
教练机发动机加速任务试车谱的编制
宋迎东, 高德平, 林宏镇, 程卫华
1999, 14(1): 47-50.
摘要 PDF(410KB) icon1410 icon395
摘要:
根据教练机发动机的飞行任务剖面,研究出2个航线类综合任务谱和2个机动飞行类综合任务谱。然后根据该发动机主要零部件的寿命分析结果,在等损伤的前提下对综合任务谱进行压缩处理,编制了其加速任务试车谱。
自动均载传力件的调节特性分析
杜彦良, 赵维刚, 刘献栋, 朱信群, 马立明, 郝华增, 张筑平
1999, 14(1): 51-54.
摘要 PDF(265KB) icon1146 icon343
摘要:
本文针对结构联接受力不均易产生变形或破裂等问题,提出了在螺栓组中加装由形状记忆合金材料制作的自动均载传力件构成具有感知和调节功能的智能结构,并对螺栓组联接加装均载传力件后的均载防断功能进行了力学特性分析,特别是对螺栓组传力件自动均载和防断的调节原理进行了研究。
组合转子整体应力分析与通用程序设计
周传月, 盛惠渝, 林向东, 李明
1999, 14(1): 55-59.
摘要 PDF(378KB) icon1715 icon378
摘要:
建立了考虑转子各部件的配合关系、旋转离心力、热膨胀等因素的转子整体应力分析的数学、力学模型。给出了通用计算方法,并设计了组合转子整体应力分析的通用软件(REC).该软件不但适用于具有径、轴双向配合的复杂转子,还适用于任意轴对称结构。软件可自动判断各部件间的接触面是否松脱,确定合理的径向过盈、轴向预紧量。
转子—齿轮联轴器系统的弯扭耦合振动研究
李明, 张勇, 姜培, 林虞烈
1999, 14(1): 60-64.
摘要 PDF(657KB) icon1248 icon381
摘要:
根据内齿轮副的啮合条件和拉格朗日方程,在旋转坐标系中建立了转子-齿轮联轴器系统的弯扭耦合振动方程。对方程进行数值积分求解,结果表明,对于对中良好的轴系,弯扭耦合与弯扭解耦时其瞬态响应的低阶频率值非常接近;对于不对中轴系,弯扭耦合会产生偶数倍频的弯曲振动分量和奇数倍频的扭转振动分量。
高速对称刚性转子碰摩运动的稳定性分析
季进臣, 虞烈
1999, 14(1): 65-68.
摘要 PDF(293KB) icon1829 icon446
摘要:
分析了高速对称刚性转子圆柱形和圆锥形碰摩运动。当转子两端的轴承同时发生不良润滑,造成转子两端同时与轴承接触,产生圆柱形碰摩运动,给出了发生圆柱形碰摩运动时系统的稳定范围,讨论了摩擦系数、轴承径向间隙、碰摩发生时的初始角度与失稳涡动角速度的关系。当转子一端的轴承发生不良润滑,而另一端的轴承正常工作时发生圆锥形碰摩运动,分析发现其碰摩运动的稳定性取决于其系统本身物理参数,进行了分岔分析。
叶片裂纹故障的多普勒在线监测技术仿真研究
杨海燕, 刘启洲
1999, 14(1): 69-73.
摘要 PDF(300KB) icon1368 icon416
摘要:
本文研究了文献[1]介绍的叶片裂纹故障声学多普勒在线监测技术的监测原理;提出了一种新的基于裂纹叶片振动响应波形不对称性的监测方法;编制了这两种方法的计算及信号处理程序。仿真计算证明这些程序是可行的,同时表明,本文建立的新的监测方法在监测有效性、可靠性方面具有优势。
非线性不平衡转子轴承系统周期解的预测
刘恒, 虞烈, 谢友柏, 姚福生
1999, 14(1): 74-78.
摘要 PDF(665KB) icon1122 icon353
摘要:
本文提出一种对非线性不平衡转子轴承系统周期解进行预测的新型算法,它利用系统周期解的稳态及瞬态信息,反解雅可比矩阵,实现对系统周期解的预测追踪,并利用反解得出的雅可比矩阵,求得系统周期解的Floquet乘子以判别其非线性稳定性。文中以刚性不平衡转子轴承系统为例,实现了周期解的预测追踪及非线性稳定性判别,说明了新算法的有效性。
突扩区/火焰筒头部流动特性研究
赵坚行, 胡劲, 丁万山, 赖寿昌, 邓淑文, 邓武
1999, 14(1): 79-82.
摘要 PDF(271KB) icon1527 icon430
摘要:
本文试验研究某型直流短环燃烧室突扩区/火焰筒头部流动特性,测量突扩区,火焰筒内外环气流通道及整个燃烧室的总压损失和燃烧室各股气流通道的分流比,采用LDV多谱勒激光测速仪测量突扩区流场。通过对二种燃烧室和七种不同结构方案的突扩扩压器流场测定,综合分析突扩扩压器主要几何参数对流场参数,总压损失及分流比等燃烧室性能参数影响规律,为燃烧室的研制和改进设计提供有用的试验依据。
旋转盘腔冷却问题的工程评价
丁水汀, 陶智, 徐国强, 邱绪光
1999, 14(1): 83-86.
摘要 PDF(287KB) icon1353 icon334
摘要:
对涡轮旋转盘腔的流动与换热问题,可以采用阻力评价、换热评价和温度分布评价三种评价指标构成工程评价体系。前者决定了全系统的阻力损失的大小,后两者表征了相对冷却效果和热应力水平的高低。应用该评价体系对某型发动机的实际涡轮盘腔冷却结构进行了评价,以实验方法研究了旋转雷诺数、冷气雷诺数、哥拉晓夫数和三种评价指标间的函数关系,为涡轮盘腔的冷却系统优化设计提供了优化目标。
多斜孔壁冷却方式小孔内对流换热研究
林宇震, 宋波, 李彬, 刘高恩
1999, 14(1): 87-90.
摘要 PDF(493KB) icon1511 icon342
摘要:
研究了多斜孔壁冷却方式小孔内对流的局部和平均换热情况。研究方法是相似理论指导下的实验研究。研究结果表明：小孔进口区的换热增强幅度较大,并且在进口区不同的位置上增幅存在差别;孔内雷诺数对换热增强幅度影响较大,孔内雷诺数越高,换热增强越大。
不同排列方式多斜孔壁气膜冷却绝热温比研究
宋波, 林宇震, 刘高恩, 王华芳
1999, 14(1): 91-94.
摘要 PDF(278KB) icon1800 icon370
摘要:
采用传热传质类比方法实验研究了4种孔阵排列方式(顺排、叉排、顺排+复合角及叉排+复合角)下多斜孔壁气膜冷却绝热温比。小孔与壁面夹角为30°,复合角为45°,孔阵排距比8.0,侧向间距比4.0,吹风比为1.94.比较了各排列方式孔阵绝热温比的分布规律,得出了较优的孔阵排列方式。
扰流柱排内换热的实验研究
董素艳, 刘松龄, 苏红桢
1999, 14(1): 95-99.
摘要 PDF(647KB) icon1376 icon405
摘要:
在来流雷诺数为2000～100000的范围内,对装有扰流柱排的矩形通道内的局部换热系数进行了详细的测量,得到了扰流柱排强化换热的规律,对强化换热的机理进行了探讨。
压气机叶片的振动疲劳特性
康继东, 徐志怀, 陈士煊
1999, 14(1): 100-101.
摘要 PDF(332KB) icon1893 icon477
摘要:
首次报道了关于采用11CrNi2MoVA材料制造的某型航空发动机压气机第3级叶片振动疲劳特性的研究。结果发现：(1)叶片振动疲劳破坏模式随使用寿命增加而变化。新叶片的破坏位置在叶背最大应力点附近处,而随着使用寿命的增加,叶片破坏位置转向进排气边缘。(2)叶片振动疲劳强度随使用寿命增加而逐渐下降。采用升降法对新叶片、200小时、400小时叶片的实验结果证实了这一点。(3)采用现行方法对叶片的维修有利于叶片疲劳强度的恢复。对使用寿命为400小时的未维修叶片和已完成维修叶片的对比实验表明,维修可使叶片疲劳强度提高,但叶片破坏位置仍在叶片的进排气边缘。

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