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2002年  第17卷  第4期

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研究论文
外端壁收缩与单向倾斜组合涡轮导叶的三维气动力研究
石靖, 周勇, 周四平, 李维, 罗建桥, 卢聪明
2002, 17(4): 385-391.
摘要 PDF(381KB) icon1501 icon466
摘要:
低展弦比涡轮导叶的外端壁收缩与单向正倾斜组合设计是既可减小两端二次流损失又可以满足冲击冷却叶片叶身需平直要求的技术措施。本文简要阐述了组合设计可减小二次流损失的力学机制、流场特征及三维流场设计分析的评价准则。通过三维流场计算 ,详细分析了诸如单向倾斜角度、子午面外端壁轮廓收缩起点、内外曲率半径等主要特征参数对流场品质的影响。给出了组合设计的方法与步骤及评价流场的定性准则。该组合设计方法对低展弦比高温涡轮导向叶片的成功设计具有指导意义。
大间隙涡轮叶栅流场结构的研究
黄洪雁, 杨庆海, 韩万金, 王仲奇
2002, 17(4): 392-398.
摘要 PDF(451KB) icon1607 icon475
摘要:
对具有 3.6 %相对叶顶间隙涡轮叶栅的三维流场进行了实验和数值模拟 ,分析了大间隙涡轮叶栅流道内的涡系结构。结果表明在叶顶间隙内部和上半叶展出现了复杂的分离涡系 ,在上半叶展存在叶顶泄漏涡、上通道涡、吸力侧脱落涡、压力侧叶顶脱落涡和被泄漏流吹向下游的尾缘涡系的相互作用。
叶轮机械中间隙流与通道二次流相互作用的数值研究
贾希诚, 王正明
2002, 17(4): 399-403.
摘要 PDF(383KB) icon1577 icon527
摘要:
采用数值解法对一压气机静叶栅中叶顶泄漏流与通道二次流的相互作用进行研究 ,详细揭示了在顶部区通道涡、泄漏涡及分离涡的生成和发展。结果表明 ,由于泄漏流动与通道二次流动的方向正好相反 ,适量的泄漏流动可以在一定程度上起到削弱通道涡强度、改善顶部区流动状况的作用。
超跨音对转涡轮试验台
刘思永, 王屏, 卢聪明, 晏山平, 方祥军
2002, 17(4): 404-406.
摘要 PDF(406KB) icon1744 icon446
摘要:
超跨音对转涡轮试验台由进气涡壳、轴流式试验段 ( 2个转子 )、排气涡壳、2个减速箱、2个电涡流测功器、燃烧加热器、滑油系统等组成。它可以允许轴流式涡轮高低压转子对转或同向旋转 ,对有或无导叶涡轮进行气动方面的研究工作。采用不接触测量 ,如 PIV激光测速等可视化测量手段 ,便于对级间流场的分析研究。
涡轮叶片高温低循环疲劳/蠕变寿命试验评定
王延荣, 宋兆泓, 侯贵仓
2002, 17(4): 407-411.
摘要 PDF(817KB) icon1632 icon478
摘要:
利用试验方法确定了某型发动机 级涡轮叶片高温低循环疲劳寿命 ,试验计入了高温蠕变的影响。为了缩短试验时间 ,按照损伤等效原则 ,确定了等效加速试验载荷谱。试验是在采用感应加热、液压加载的菲利轮试验器上进行的。采用对数正态分布和威布尔分布对试验结果进行了统计分析 ,给出了置信度为 95 %、可靠度为 99.87%的叶片安全使用寿命。
发动机可靠性多级综合的信息熵法第一近似限
孙有朝, 左洪福, 施军
2002, 17(4): 412-415.
摘要 PDF(253KB) icon1492 icon451
摘要:
从信息理论的基本原理出发 ,根据部件或分系统的试验或使用数据提供的信息量与产品折合试验应提供的信息量相等的原则 ,将部件或分系统的试验或使用信息折合为产品的等效试验信息 ,建立了由各种成败型部件或分系统组成系统时部件或分系统试验信息等效折合的数学模型 ;根据单元可靠性评定的基本原理 ,给出了基于信息理论的发动机可靠性第一近似限综合评定的基本模型。通过实例说明了模型的具体应用 ,并与传统方法的评定结果进行了比较 ,说明了模型的正确性和实用性。
金属橡胶减振垫刚度特性及本构关系研究
陈艳秋, 郭宝亭, 朱梓根
2002, 17(4): 416-420.
摘要 PDF(720KB) icon1872 icon533
摘要:
金属橡胶是一种新型迟滞非线弹性材料 ,具有优良的减振特性 ,尤其适用于航空、航天及其他恶劣条件下工作。本文对金属橡胶材料的刚度特性进行了较详细的实验研究。在大量实验的基础上 ,总结影响其性能的因素及其影响规律 ;建立了金属橡胶的本构关系模型 ,并得到了与实验数据符合较好的结果。
基于遗传算法的航空发动机管路优化设计
陈艳秋, 朱梓根
2002, 17(4): 421-425.
摘要 PDF(691KB) icon1736 icon510
摘要:
本文根据航空发动机管路的结构和振动特点 ,以有限元计算为基础 ,采用遗传算法为优化方法 ,在通用有限元软件 NASTRAN的平台上开发了管路振动设计优化程序。本文以调频和调幅为目标函数 ,对某一真实导管进行了优化设计 ,计算和分析表明 ,本方法能快速高效地获得最优解 ,应力计算证明这些解满足工程要求的应力分布 ,并建议在必要情况下增加管路用金属橡胶减振器以降低可能出现的振动过大。
叶片摩擦阻尼器切向刚度研究
郝燕平, 朱梓根
2002, 17(4): 426-431.
摘要 PDF(771KB) icon1540 icon479
摘要:
对带摩擦阻尼器的叶片进行响应预测时 ,摩擦阻尼器多采用滞后弹簧模型 ,摩擦阻尼器切向刚度 (弹簧刚度 )值的准确与否成为理论计算成败的关键因素之一 ,本文提出了一种确定摩擦阻尼器切向刚度的新方法 ,并用这一方法对叶片缘板摩擦阻尼器的切向刚度进行了研究 ,研究了摩擦面法向正压力及激振力对摩擦阻尼器切向刚度的影响规律 ,发现了摩擦阻尼器切向刚度与摩擦面的法向正压力和激振力之间的确定的函数关系。
带热障涂层导向器叶片二维温度场及热应力分析
杨晓光, 耿瑞
2002, 17(4): 432-436.
摘要 PDF(305KB) icon1559 icon493
摘要:
本文针对某型发动机带涂层导向器叶片在设计状态时的温度和应力分布进行了有限元分析与研究。陶瓷热障涂层的本构模型采用了先进的 Walker粘塑性本构理论 ,并在分析中考虑到了由于电子束物理起相沉积 ( EB-PVD)涂层柱状结构在结构分析时的处理方法。分析比较不同陶瓷隔热层厚度 ( 0 .2 5 ,0 .1 2 5 mm)、不同类型涂层 (等离子、EB-PVD)的隔热效果及应力分布情况。
转子碰摩振动响应的非线性时间序列分析
任辉, 裴承鸣, 贺尔铭, 刘启洲, 张志禹
2002, 17(4): 437-441.
摘要 PDF(305KB) icon1484 icon426
摘要:
针对碰摩转子系统的非线性特性 ,采用动力学非线性时间序列分析的方法对其振动响应进行了分析研究。基于动力学重构的基本理论 ,对碰摩转子响应进行了状态空间重构。在此基础上 ,进一步对碰摩转子系统振动响应进行了相关维数的估计 ,不同的相关维数值表明了系统是处于周期或拟周期运动 ,还是处于含有拟周期的混沌运动 ,或者是明显的混沌运动。系统碰摩严重时的相关维数值会比碰摩较轻时的相关维数值大 ,进一步对实验数据的计算结果也证实了这一点。
含噪声的转子碰摩混沌信号分类识别
任辉, 顾家柳, 贺尔铭, 张志禹
2002, 17(4): 442-446.
摘要 PDF(675KB) icon1372 icon506
摘要:
采用基于竞争学习和聚类分析的学习向量量化 ( LVQ)方法 ,研究转子碰摩混沌响应信号的神经网络分类识别问题 ,给出了相应的理论分析和计算结果 ,着重研究了 LVQ网络在不同噪声时的识别情况。分析结果表明 ,该方法可以实现转子碰摩混沌信号与其它响应信号的分类识别 ,并且具有良好的抗噪性能 ,为转子碰摩混沌信号的分类识别提供了一种较为直接的实时处理方法。
平面接触圆运动摩擦力的解析与数值算法
单颖春, 朱梓根
2002, 17(4): 447-450.
摘要 PDF(247KB) icon1400 icon555
摘要:
本文给出了接触相对运动为圆时求解摩擦力的理论方法 ,得到了摩擦力的解析解 ,分析了二维接触圆运动所产生摩擦力的特征 ,并将其与采用时域轨迹跟踪方法所得的数值解进行了比较 ,验证了数值方法的可行性 ,同时分析了数值方法产生误差的大小及来源 ,为该数值方法的应用及推广于其他平面复杂接触运动提供了依据。
带冷气掺混的涡轮级流场数值模拟
陈海昕, 沈孟育
2002, 17(4): 451-457.
摘要 PDF(389KB) icon1380 icon422
摘要:
为了实现对带冷气掺混的涡轮级流场的数值模拟 ,利用 Jameson有限体积方法在 H型结构化网格上求解 Reynolds平均 Navier-Stokes方程组。根据混合平面假设实现涡轮级 (导向叶片 /转子 )动静流场的联算。采用一维等熵流动模型求解冷却气体在冷却孔出口的流动参数 ,并通过在边界注入相应的通量引入冷却气体对主流流场的影响。通过对典型算例计算 ,获得与实验吻合的结果。验证了本文方法的可行性和计算精度。基于此 ,本文对亚音速和跨音速两组涡轮级的带冷气掺混的三维流场进行了粘流流场和换热分析 ,获得了合理的计算结果。
横掠单圆管流动与换热的热力学优化设计
蔡伟华, 徐国强, 陶智, 丁水汀
2002, 17(4): 458-463.
摘要 PDF(320KB) icon1323 icon434
摘要:
应用热力学第一、第二定律 ,采用对管外流体温度进行加权平均的方法 ,对选定参数的横掠单圆管流动与换热进行了热力学优化分析。得到了管内 ,管外流体的温度分布图 ,系统的熵产率分布图 ,和一系列优化参数的计算式。
单程叉流翅片管束式换热器的传热分析
蔡伟华, 徐国强, 陶智, 丁水汀
2002, 17(4): 464-468.
摘要 PDF(292KB) icon1556 icon509
摘要:
采用对管外流体温度进行加权平均的方法 ,应用 Laplace变换和归纳法 ,对任意 n排单程叉流翅片管束式换热器的换热和温度分布进行了分析。得到了管内 ,管外流体的温度分布和换热器效率的简洁表达式。
圆轴承三维热流体动力润滑的研究
富彦丽, 马希直, 朱均
2002, 17(4): 469-474.
摘要 PDF(332KB) icon1606 icon468
摘要:
联立求解了广义雷诺方程、三维能量方程、三维固体热传导方程及载荷平衡方程 ,并考虑粘度随温度及压力、密度随粘度及压力的变化 ,在油膜与轴瓦界面使用热流连续性边界条件 ,得到了圆轴承油膜及轴瓦的三维温度场。结果表明最高温度并不出现在油膜与轴瓦交界面 ,不同圆周位置沿膜厚方向的最高温度出现位置不同。证实了考虑三维温度得到的轴承的润滑性能与考虑二维温度得到的轴承润滑性能有很大的差异。采用Newton-Raphson法求解广义雷诺方程和载荷平衡方程 ,采用快速扫描法求解由有限差分离散的能量方程和热传导方程 ,在计算中发现所使用的算法收敛速度快 ,大大节约了计算时间。
比较研究多种气膜冷却模型的冷却效果
张小英, 王先炜
2002, 17(4): 475-479.
摘要 PDF(290KB) icon1479 icon545
摘要:
计算并比较了高性能航空燃气发动机尾喷管扩张调节片采用以下几种气膜冷却结构的冷却效果 :缝槽气膜冷却、离散小孔气膜冷却、缝槽 /小孔复合气膜冷却 ,发展了用单排孔和缝槽气膜的有效温比计算多排孔和缝槽 /小孔复合气膜有效温比的公式 ,计算了考虑喷管内高温燃气辐射和气膜冷却作用下喷管壁面的温度分布 ,为高性能航空燃气发动机高温部件冷却结构的选型提供了有益的参考。
一种改进的变记忆长度辨识算法
李剑, 谢寿生
2002, 17(4): 480-482.
摘要 PDF(290KB) icon1437 icon464
摘要:
本文基于多分辨分析方法 ,提出了一种改进的变记忆长度的小波变换多分辨分析方法 ,该方法将辨识的数据分解到不同频段 ,然后针对各不同频段采用不同的记忆长度进行辨识 ,通过对某航空涡轮起动机系统辨识的实例 ,表明该方法可以有效地提高系统辨识的精度。
航空发动机数值仿真试验台建立中几个关键技术问题的讨论
冯国泰, 黄家骅, 王松涛, 徐惊雷
2002, 17(4): 483-488.
摘要 PDF(340KB) icon1482 icon455
摘要:
本文主要讨论航空发动机数值仿真试验台建立中几个关键技术问题 :发动机数值仿真试验台建立的目标与基本要求 ;发动机三维多功能数值仿真数学模型、精度可靠性与并行算法 ;部件与发动机数值仿真试验台集成软件包 ;发动机仿真软件平台的框架 ;发动机三维数值仿真硬件系统。只有系统解决上述六个问题才能顺利建立这一仿真试验台。
无导叶对转涡轮新技术在高推比航空发动机中的运用
刘思永, 王屏, 方祥军, 晏山平
2002, 17(4): 495-499.
摘要 PDF(690KB) icon1709 icon602
摘要:
由于当代新的歼击机发展的需要 ,推重比 1 0以上的涡扇发动机的研制势在必行 ,而对于涡轮部件 ,采用超跨音、大负荷、低稠度、无导叶、大转折角的对转涡轮方案是一个重大的技术措施。它将大幅度减轻发动机重量 ,提高推动比。文中对此论述了它的主要优点 ,以及由此带来涡轮气动设计、计算方面的新问题和新概念。我们设计并制造出了试验件 ,并与 6 0 8所合作在北航建立了对转涡轮试验台。
分级燃烧循环火箭发动机的动态特性研究
黄敏超, 刘昆, 张育林, 王楠
2002, 17(4): 500-504.
摘要 PDF(326KB) icon1496 icon570
摘要:
通过模块化设计 ,仿真分级燃烧循环发动机的动态过程。通过发动机工作参数的波动特性分析 ,为实际的发动机研制提供参照和依据。

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