航空动力学报

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马文杰, 杨阳, 柳杨, 樊未军, 杨茂林

2007, 22(12): 1977-1983.

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1474

480

摘要:
使用了一种作为主流供油的侧喷挡板喷油杆,研究了主流供油与尾缘吹气稳定器局部供油的燃油匹配规律,揭示了尾缘吹气稳定器的性能特点.同时,为了验证侧喷挡板这种新的燃油匹配方式是否具有优越性,使用两种不同型式的火焰稳定器作为主稳定器,将其与一种逆喷挡板匹配方式的燃烧性能进行了对比分析.结果表明,在试验参数范围内,使用吹气稳定器作为主稳定器,侧喷挡板的燃烧性能好于逆喷挡板.

超声速燃烧室内氢气燃烧的三维数值研究

周建兴, 朴英, 岂兴明, 祝剑虹

2007, 22(12): 1984-1988.

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1829

473

摘要:
通过隐式耦合求解可压缩N-S方程及组分方程,对氢气的超声速燃烧进行三维数值模拟,对燃烧室内的冷热态流场,以及氢气喷射压力对燃烧的影响进行了系统分析和研究.研究表明,燃烧放热以及氢气喷射压力提高都会导致燃烧室内波系结构变化,沿周向的流向涡增强,压缩波和膨胀波与氢气核心区的相互作用增强,促进氢气和空气的掺混,更利于氢气的燃烧.

收口套筒主燃区流场的PIV测量

林阳, 林宇震, 刘高恩

2007, 22(12): 1989-1993.

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1627

474

摘要:
在常温常压下,采用PIV技术测量了旋流器套筒为收口套筒时单头部矩形燃烧室主燃区的流场,获得了主燃区速度场和涡量场的详细信息.试验结果表明收口套筒形成了小尺度回流区大角涡的主燃区流场结构;收口套筒对旋转气流的收缩作用可以很好的改善燃烧室内油气的混合.

尾向可见明火大宽高比混合排气喷管红外抑制特性试验

张勃, 吉洪湖, 罗明东, 黄伟, 蔡旭, 高潮

2007, 22(12): 1994-1999.

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1449

489

摘要:
对5组不同宽高比(W/H=1～1)的圆转矩形收敛喷管模型(AR1～AR1) 在尾向可见明火时的红外辐射特性进行了试验研究,并与等出口面积的轴对称喷管(AR0)进行了比较,喷管模型为某型实际喷管缩比4.3倍得到的.研究发现,与轴对称喷管相比,大宽高比矩形喷管减小了红外源的辐射特征,起到了明显的红外抑制作用.在0°～90°范围内,所研究的喷管在3～5 μm波段上的红外辐射信号呈现随探测角度增大逐渐减小的规律.

对流辐射板抑制涡扇发动机热喷流红外辐射的实验

黄伟, 吉洪湖, 罗明东, 雷金果, 蔡旭, 高潮

2007, 22(12): 2000-2005.

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1822

518

摘要:
用对流辐射换热板来降低混合排气涡扇发动机热喷流的红外辐射,并在涡扇发动机热喷流模拟实验台上进行了实验研究.测量了安装对流辐射换热板前后,轴对称喷管的热喷流的温度分布,轴对称喷管和二元喷管的热喷流在3～5 μm波段的红外辐射强度.结果表明:对流辐射换热板可以降低热喷流高温核心区的温度约10%,降低涡扇发动机热喷流的红外辐射强度约20%～30%.

基于伴随非等温射流理论的缝槽气膜冷却模型

张弛, 林宇震, 许全宏

2007, 22(12): 2006-2011.

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1572

502

摘要:
在伴随非等温射流基础上发展了一种适用于缝槽气膜冷却绝热温比预估的数学模型.通过合理假设推导出二维壁面射流混合层核心温度分布规律,将其作为气膜绝热壁温,并考虑缝槽几何特征参数和气膜吹风比对冷却效率的影响,得到绝热温比计算公式.用试验数据对该预估模型进行拟合分析,得到了与试验数据拟合精度在±8%以内的半经验预估模型,证明该模型的可行性和应用潜力,并需要更多的试验数据对其进行验证和改进.

马赫数2.5超/亚声流流向涡掺混超燃室冷态实验

介克, 杨占宇, 赵吕顺, 刘建, 王洪铭, 黄勇, 单鹏

2007, 22(12): 2012-2017.

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1534

531

摘要:
结合对应的数值计算,对一种带亚声速预燃室和流向涡掺混器的超声速燃烧模型燃烧室实验台,在其进口马赫数为2.5的来流条件下,进行了冷态流场的实验研究.实验测得其壁面静压分布和激波系结构与流场的CFD计算结果基本一致.实验结果表明,模型燃烧室全流场超声速,达到设计状态.马赫数2.5下的冷态实验数据和CFD计算数据为进行点火实验提供了依据.

内冷涡轮叶栅三维气热耦合数值模拟

苏生, 刘建军, 安柏涛

2007, 22(12): 2018-2024.

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1741

534

摘要:
为了研究涡轮动叶的内部冷却技术,对采用绝热边界的实心叶片、采用气热耦合的实心叶片和采用气热耦合的空冷叶片进行了研究.发现叶片导热对叶片温度场的影响相当显著;具有带肋蛇形通道和涡流矩阵肋片的内冷结构能使叶片温度大幅下降,但叶片表面温度分布不均匀性增大,换热系数沿叶片表面呈不规则分布.

等离子体气动激励扩大低速轴流式压气机稳定性的实验

吴云, 李应红, 朱俊强, 苏长兵, 梁华, 宋慧敏, 李刚

2007, 22(12): 2025-2030.

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1520

497

摘要:
在低速轴流式压气机孤立转子实验台上进行了等离子体气动激励扩大压气机稳定性的实验研究.研制了等离子体气动激励处理机匣,通过比较一定转速下施加等离子体气动激励前后的压升系数和流量系数,研究压气机稳定性的变化.施加等离子体气动激励后,转速为900 r/min和1 080 r/min时,压气机近失速流量系数分别降低5.2%和5.07%.等离子体气动激励电压增大后,扩稳效果更好.在距离转子叶片前缘49.5%弦长处施加等离子体气动激励,扩稳效果更好.

周向稳态总压畸变在多级轴流压气机中传递的逐级模拟研究

芮长胜, 吴虎

2007, 22(12): 2031-2035.

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1431

451

摘要:
基于多级轴流压气机的逐级特性,建立了进口周向稳态总压畸变在多级轴流压气机中传递的逐级计算模型.对总压畸变条件下转子叶片攻角变化、级间周向流动和压气机出口耦合效应进行了数值分析,讨论了周向稳态总压畸变沿轴向衰减、级间周向侧流变化、失稳首发级和压气机出口耦合效应对压气机特性的影响.应用本模型方法对8级轴流压气机进行了详细的数值分析,计算结果表明,该模型方法是合理、可行的.

吸附式压气机叶栅气动性能计算模拟研究

周正贵, 王传宝

2007, 22(12): 2036-2042.

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1568

460

摘要:
为考察附面层吸附技术在压气机静子势流区叶型上的应用,采用流场数值计算方法对吸气叶栅流场进行模拟.结果表明:(1)对于高亚声速压气机叶栅,采用吸力面附面层吸除可提高叶栅的扩压度,但不一定能减小流动损失.(2)对于中亚声压气机叶栅,采用吸力面附面层吸除不仅可提高叶栅的扩压度而且能减小流动损失.(3)如果叶片吸力面靠后缘处有流动分离,吸气位置在分离区的上游较远处可抑制分离,若在分离区附近可能不利于抑制流动分离.

MPI环境下并行程序准确性验证及效率分析

江小松, 刘建军

2007, 22(12): 2043-2049.

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1465

517

摘要:
把已有的串行数值模拟程序改编成消息传递接口(MPI)下并行环境的并行数值模拟程序,模拟了基于NASA-TP1680单级透平的4种不同组合的流场,验证了并行程序的有效性和较好的并行效率.同时,分析了影响并行效率的主要因素.

小叶片弦长对跨声轴流风扇气动性能的影响

孙玺淼, 颜培刚, 王松涛, 王仲奇

2007, 22(12): 2050-2054.

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1507

489

摘要:
针对某型跨声轴流风扇大小叶片转子,通过优化去除小叶片中弧线形状的影响,对比分析了最高效率点工况下小叶片弦长对转子气动性能的影响.发现小叶片前缘膨胀波可以调整大叶片壁面附面层逆压力梯度段的长度和逆压梯度的强度.正确选择小叶片前缘位置可以降低附面层损失,抑制大叶片后部分离,合理分配气动负荷.

含硼推进剂固冲发动机补燃室响应面优化设计

胡建新, 夏智勋, 赵建民, 郭健, 张炜, 罗振兵, 缪万波

2007, 22(12): 2113-2118.

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1697

486

摘要:
影响含硼推进剂固体火箭冲压发动机补燃室燃烧效率的因素很多,且各因素对燃烧效率的影响很难用精确的解析函数式来表示.首先建立了发动机补燃室内两相湍流燃烧数值模拟模型,然后提出了选用基于正交多项式的响应面方法来解决含硼推进剂固体火箭冲压发动机补燃室结构优化问题.这种方法可以减少为得到近似函数式而对补燃室流场进行计算的次数,能比较方便地对固体火箭冲压发动机补燃室各个参数进行优化与分析.

富氧预燃室试验启动过程研究

汪小卫, 金平, 俞南嘉, 蔡国飙

2007, 22(12): 2119-2123.

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1570

483

摘要:
为开展全流量补燃循环发动机富氧预燃室试验研究,对其试验启动过程进行了设计,阐述了试验条件下的富氧预燃室启动过程的特点,选择了非传统的富燃点火启动模式.对该预燃室启动过程动态特性进行仿真研究和热试车试验,计算与试验结果吻合良好,多次试验结果表明在小流量富氧预燃室上应用富燃点火启动点火可靠性高、试验稳定可靠,无任何烧蚀现象.启动方案的研究和仿真为预燃室的试验打下基础,并为今后该类型发动机动态过程研究提供参考.

Fourier伪谱方法在不可压缩平板边界层研究中的应用

李宁, 罗纪生

2007, 22(12): 2055-2061.

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1349

449

摘要:
以三维不可压缩平板边界层为研究对象,扰动形式N-S方程为控制方程,从空间模式的角度,直接数值模拟了三维不稳定T-S波传播的过程.时间离散采用三阶精度混合显隐分裂格式,空间离散则结合Fourier伪谱方法及高精度紧致有限差分逼近,法向采用非等间距网格坐标变换,出口边界条件采用嵌边函数法,程序采用MPI(Message passing interface)并行方法编写.实例验证,该方法计算结果与流动稳定性分析的结果一致.

伴随气泡和气穴低压管路瞬态的建模与分析

蒋丹, 李松晶, 包钢

2007, 22(12): 2062-2067.

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1972

477

摘要:
在航空航天液压系统中,为了合理地预测伴随气泡和气穴低压管路压力瞬态脉动,给出了用来描述管路流动瞬态特性的数学模型.采用有限差分法实现了偏微分方程中空间域的偏导,并建立了计算有效体积弹性模量、摩擦阻力项、气泡和气穴体积的数学模型.利用遗传算法对模型中三个参数即油中的初始气泡体积、气体析出时间常数和气体溶解时间常数进行参数辨识,得到了参数辨识以后的低压管路压力瞬态脉动模型.通过对仿真结果和实验结果的分析比较,表明该低压管路瞬态模型用于计算伴随气泡和气穴的压力瞬态脉动是可行的.

某型涡扇发动机起动过程数值模拟

吴虎, 冯维林

2007, 22(12): 2068-2072.

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1504

474

摘要:
基于发动机设计点参数和压气机、涡轮高转速特性数据,完善了一种计算风扇、高压压气机和高、低压涡轮小转速特性近似方法,并进一步基于涡扇发动机部件匹配技术,建立了某型涡扇发动机起动过程计算模型及相应算法,给出了比较合理的发动机起动过程模拟结果.

平板附面层等离子体流动控制的数值模拟

李钢, 黄卫兵, 朱俊强, 聂超群

2007, 22(12): 2073-2077.

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1550

467

摘要:
通过求解电场中的拉普拉斯方程和赫姆霍兹方程的变形形式,成功地将等离子体激励对平板附面层流动的影响,以体积力向量的形式引入到NS方程之中.借助求解的电荷密度,通过将计算结果与实验数据的对比,可确定德拜长度、最大电荷密度、形状因子等可调参数的取值原则,建立起平板附面层等离子体流动控制的数值模拟方法,为将等离子体流动控制方法应用于外流及内流场中的强剪切流动控制,奠定关键性的技术支撑.

微型扑翼飞行器推力特性试验

张亚锋, 宋笔锋, 袁昌盛, 王利光

2007, 22(12): 2078-2082.

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1860

438

摘要:
通过进行微型扑翼飞行器低速风洞试验,研究了扑动翼展弦比、刚度和弯度对其推力特性的影响.制作了展弦比为2,4.和7以及带弯度与不带弯度的矩形扑动翼,并对三种不同刚度大小的矩形扑动翼进行了结构变形分析;试验风速变化范围从4 m/s到10 m/s,扑动频率从4 Hz到8 Hz.风洞试验结果表明适当的增大扑动翼展弦比或减小扑动翼刚度有助于提高扑翼飞行器的推进效率;而扑动翼翼型弯度的增加不利于推力特性的提高.

不对称静子叶片非谐方案研究

孟越, 李琳, 李其汉

2007, 22(12): 2083-2088.

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1574

428

摘要:
为降低转子叶片在前排静子尾迹流场激振情况下的动应力,对转子系统进行不对称气动非谐设计.不对称静子叶片分布非谐设计下,转子所受到的激振力由静子叶片均布情况下的单频率高幅值激振力转变为多频率成分低幅值激振力.对不对称静子叶片非谐情况下激振力频率幅值进行推导,讨论了静子扇区分布和静叶数目选取对尾流激振力的影响,并对相同扇区分布不同静叶数目情况下转子叶片的强迫响应进行瞬态分析,给出不对称静子非谐设计的最优方案.

粒子分离器叶片涂层冲蚀磨损的数值模拟

邓瑛, 闫晓军, 聂景旭

2007, 22(12): 2089-2093.

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1214

433

摘要:
以叶片涂层为对象,研究其冲蚀过程中损伤的演化过程.首先进行了流场计算.其次通过对单个固体颗粒冲蚀过程的模拟,提出了"碰撞有效影响区域"的概念,使得多个固体颗粒连续冲蚀数值模拟得以实现.接下来通过模拟"碰撞有效影响区域"内材料受到固体颗粒连续冲蚀的过程获得材料的抗冲蚀磨损性能.最后,将流场数据和涂层抗冲蚀磨损性能参数相结合来模拟叶片涂层的冲蚀过程,指出了涂层的薄弱区域并进行了寿命预测.

粒子分离器涡流叶片鸟撞击损伤试验

关玉璞, 张在坤, 赵振华, 陈伟, 高德平

2007, 22(12): 2094-2100.

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1339

482

摘要:
研究粒子分离器涡流叶片受鸟撞击损伤规律,提高粒子分离器抗外物损伤设计能力.通过外物冲击损伤试验方法,研究了模拟鸟撞击粒子分离器涡流叶片的过程.采用瞬态响应测试系统,获得了模拟鸟撞击涡流叶片的应变-时间历程.对采集到的曲线和数据进行了分析.利用三坐标测量仪,测得撞击前后涡流叶片叶型;经过比较计算,得到了涡流叶片的变形.模拟鸟以Ma=0.2速度撞击涡流叶片时,涡流叶片产生了塑性应变,变形很大.

基于网格变形技术的涡轮叶片变形传递

李立州, 王婧超, 韩永志, 吕震宙, 岳珠峰

2007, 22(12): 2101-2104.

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1465

467

摘要:
为实现学科耦合,需要在涡轮叶片多学科设计优化的气动模型和结构模型之间传递温度、气压和变形等载荷.研究结构变形向气动网格传递的实现方法.参数空间插值方法解决耦合面网格不一致时的变形插值问题;网格变形技术用来调整气动网格内部节点的位置,保证变形传递后的网格质量.某涡轮叶片变形传递实例的表明:该方法能够用于多学科设计优化问题中的变形传递.

基于物理规划的拦截弹反设计优化方法

王祖尧, 李晓斌, 张为华

2007, 22(12): 2105-2112.

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1546

451

摘要:
提出了基于物理规划的拦截弹反设计优化方法,建立了拦截弹多学科系统分析模型,依据文献报道的拦截弹技术参数,通过技术分析,将拦截弹作为"灰箱"系统处理,通过反设计优化研究,得到了合理的拦截弹性能参数.

柱塞泵保持架滑靴安装孔的设计及尺寸计算

史培林, 张婷, 高懿

2007, 22(12): 2124-2133.

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2078

518

摘要:
在对柱塞泵运动深入分析的基础上,运用坐标变换法和轨迹投影法,使用MATLAB软件,提出了保持架滑靴安装孔尺寸的形成原因及设计计算方法.该方法的优点是:所有的计算公式都为完整的理论计算公式,没有量的取舍;所有的计算结果都为实解,保证了所得的计算结果为真实的理论值.而且一次计算可以得到滑靴安装孔尺寸设计的所有数据.仿真结果表明:设计方法和尺寸计算是正确的.

基于MATLAB/SIMULINK的航空发动机建模与仿真研究

夏飞, 黄金泉, 周文祥

2007, 22(12): 2134-2138.

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1840

405

摘要:
基于MATLAB/SIMULINK高级图形仿真环境,利用图形模块化技术开发了某型双轴涡扇发动机的通用部件级模型仿真系统.模型主要利用SIMULINK的模块库和S函数构建,提出了构建发动机模型的四层次结构,具有模型层次化、可封装模块化、面向结构图和高度可视化等特点.在SIMULINK中进行动态仿真,并用试验数据曲线验证模型的正确性.为发动机控制系统和故障诊断研究建立了一种灵活的仿真平台.

小型无人直升机发动机控制系统设计

王小青, 黄一敏, 杨一栋, 曾国贵

2007, 22(12): 2139-2142.

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1634

487

摘要:
发动机转速控制是无人直升机飞行控制的基础,针对小型无人直升机使用的活塞式发动机,给出了一个发动机转速控制系统.通过对发动机输出功率特性、负载特性和动力学特性的分析,建立了发动机的数学模型.采用前馈与反馈的复合控制策略,并通过半物理实时仿真和发动机开车数据的验证,该控制系统具有较好的效果.

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2007年第22卷第12期

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