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2002年  第17卷  第5期

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研究论文
相关系数平稳过程时频分析方法
傅惠民, 刘成瑞, 马小兵
2002, 17(5): 505-512.
摘要 PDF(1092KB) icon1414 icon503
摘要:
相关系数平稳过程是从非平稳过程中分离出的一类工程上常见且便于研究的随机过程,其均值和方差都可随时间变化,传统的平稳随机过程是它的一个特例。本文提出了相关系数AR(p),MA(q)和ARMA(p,q)序列的概念,建立了相关系数平稳过程的时频分析方法。该方法首先在时域进行全程分析,得到相关系数平稳过程的均值函数、方差函数和相关系数函数,然后可以对其进行傅里叶变换、短时傅里叶变换或小波变换,给出相关系数平稳过程的谱密度,同时提出了随机项谱密度和趋势项谱密度的概念。文中还讨论了线性系统对相关系数平稳过程输入的响应。
倾转螺旋桨飞行器桨叶的气动设计研究
罗东明, 昂海松
2002, 17(5): 513-517.
摘要 PDF(916KB) icon1719 icon468
摘要:
针对小型倾转螺旋桨独特的工作特性,在研究国外有关倾转旋翼桨叶设计现状的基础上,本文运用了遗传算法对桨叶的参数进行了寻优设计分析,以满足不同飞行状态的性能要求。设计结果表明,由本文提出的方法设计的螺旋桨与普通螺旋桨相比,在不损失巡航推进效率的同时,可显著增加悬停效率,提高飞机的悬停性能。
切向流与偏流相互干扰对穿孔板声阻抗的影响
张厚武, 李运敏, 景晓东, 孙晓峰
2002, 17(5): 518-523.
摘要 PDF(971KB) icon1950 icon502
摘要:
对切向流和偏流相互干扰如何影响穿孔板声阻抗进行了细致的实验研究,结果表明:切向流削弱了偏流对穿孔板声阻的调控,但在较高偏流速度下,偏流对穿孔板声阻的影响仍起主导作用;此外,不同的偏流方式(吹气或吸气)与切向流干扰对穿孔板声阻抗的影响有明显区别。最后,尝试通过有效流量系数把不同实验条件下的数据关联起来。
二维引射—混合器流场的数值研究与验证
张靖周, 单勇
2002, 17(5): 524-527.
摘要 PDF(705KB) icon1639 icon477
摘要:
本文运用一维引射特性方程和不可压缩流动Navier-Stokes方程,对二维引射—混合流场进行了数值研究。首先用一维引射特性方程估算理想的引射气流流量;然后用N-S方程对混合管内的气流混合流动进行计算,用计算得到的混合管速度分布和壁面粘性剪切力来修正一维引射特性方程中的经验常数,逐次逼近真实的引射流量比。计算结果表明,本文的数值方法可以有效地预测引射流量比和混合流场。
一种直升机进气道方案的电磁散射特性
韩东, 郭荣伟, 谭慧俊, 易海云, 周蓓蓓
2002, 17(5): 528-532.
摘要 PDF(328KB) icon1547 icon459
摘要:
本文对一种与发动机舱融合设计的直升机进气道在不同的极化方式、不同终端、不同攻角和方位角下的电磁散射特性进行了实验研究,分析了各种状态下雷达散射特性。研究表明,该类进气道RCS在垂直极化方式时比水平极化方式小;采用短路终端时的RCS明显要比采用叶片终端时高;近侧飞时(90°～105°)比前飞和近倒飞状况下的雷达散射截面大;在攻角分别为-10°,-5°,0°,5°,10°的实验中,当攻角为10°时的RCS值较小,而当攻角为-5°时的RCS值较大。
基于自组织拓扑映射图的发动机故障诊断研究
朱家元, 邓振挺, 张恒喜, 屈裕安
2002, 17(5): 533-537.
摘要 PDF(736KB) icon1528 icon422
摘要:
根据SOM自组织网络的高维数据矢量量化、快速聚类、信息融合和拓扑映射等特征,建立了发动机故障诊断可视拓扑映射图模型,给出了映射模式误差测度和拓扑误差测度,并通过拓扑映射图对发动机故障进行诊断,获得了很好的效果。同时,进一步通过建立的故障模式的测量参数灰度图,可以清晰地观察到故障模式矢量特征、测量参数相关性特征、参数变化趋势,并可进行更深层次故障机理分析。
超跨音速轴流风扇、压气机级最大负荷能力研究
朱国东, 李培军, 单鹏
2002, 17(5): 538-541.
摘要 PDF(184KB) icon1486 icon452
摘要:
多级风扇、压气机中单级超跨音轴流级的加功增压能力是受许多因素限制的,即单级的负荷能力是有上限的。本文用模型研究了超跨音轴流级在全级可正常工作和级间匹配的最宽条件下的最大级负荷能力。得出这个能力为级增压比小于3.7,同时得出各约束条件的影响图线。
多级轴流压气机机匣处理级的探讨
吴艳辉, 朱俊强, 刘志伟
2002, 17(5): 542-548.
摘要 PDF(981KB) icon2083 icon445
摘要:
本文提出了一种确定多级轴流压气机机匣处理级的新方法。首先,预测多级轴流压气机各级的级极限负荷,依此确定旋转失速发生时率先失速的级并得到实验证实;其次,将率先失速级作为待处理的级,并在一亚音速双级轴流压气机实验台上针对四种不同型式的机匣处理,进行了较为系统的实验验证。实验结果证实在率先失速级上进行机匣处理会取得很好的扩稳效果,用级极限负荷来确定多级轴流压气机机匣处理级的方法具有广阔的应用前景。
单级跨音压气机整圈三维动静叶干涉的数值模拟
蒋康涛, 徐纲, 张宏武, 黄伟光, 陈静宜
2002, 17(5): 549-555.
摘要 PDF(1068KB) icon1276 icon462
摘要:
本文使用商业软件FLUENT,对某单级跨音压气机的整圈三维非定常动静叶干涉流场进行了数值模拟,计算并比较了拉开动静叶轴向间隙和正常轴向间隙情况下的不同流动状况。非定常整圈三维计算的结果模拟了清晰的动静叶干涉图像,并显示了静叶三个连续通道出口流量的周期性变化和滞后现象,表明可以利用成熟的CFD商业软件研究叶轮机械内部的复杂物理现象。
压气机二维叶栅涡脱落的数值模拟
张文龙, 袁巍, 张健, 周盛
2002, 17(5): 556-560.
摘要 PDF(718KB) icon1545 icon451
摘要:
对某压气机二维叶栅的非定常分离流场进行了数值模拟,通过对多种工况的计算,进行了频谱分析,对叶栅非定常流动的流场结构和流动机理做了初步的探讨。在来流均匀,定常边界条件下,叶栅内流动仍然表现出强烈的非定常性;在大攻角下有类卡门涡的脱落;旋涡脱落的频率,随着攻角和马赫数的变化而变化;分离点的位置随着攻角和马赫数的变化而变化。
对环形叶栅内非定常流动特征参数的实验研究
闻学, 李志平, 周海, 葛敬东
2002, 17(5): 561-566.
摘要 PDF(827KB) icon1620 icon399
摘要:
通过环形叶栅实验,测出叶排后流场速度分布,捕捉叶排后流动分离的特征频率,观测气流攻角和流量的影响,分析出环形叶栅后的旋涡脱落频率及与其他气动参数之间的相互关系。在大的负攻角下,分离区范围广阔,旋涡强度也较大,分离区衰减慢,但它是收敛型的分离旋涡;在大的正攻角下也存在类似的现象,但其旋涡强度更大,是扩散型的,这意味着大的正攻角造成的分离更为危险,而叶轮机械中的不稳定流动现象(旋转失速、喘振等)又往往是由此引起;而当攻角接近设计攻角时,分离明显减小,且很快被主流区掺混而逐渐消失。在环形叶栅试验中,发现在不同测量状态下(不同攻角和流量)都存在值为723Hz左右的特征频率,然而幅值(气流分离强度)却有相应变化。
驻涡火焰稳定器冷态流场特性的初步研究
何小民, 王家骅
2002, 17(5): 567-571.
摘要 PDF(319KB) icon1520 icon484
摘要:
1995年由美国代顿(Dayton)大学Hsu教授等提出的用驻涡稳定火焰是一种新型、高效、适应高性能发动机发展的火焰稳定技术。研究在借鉴国外研究成果的基础上,采用数值和实验两种手段开展了驻涡火焰稳定器流场特性,包括驻涡和压力特性的研究。研究结果表明:在本研究范围内(Da/Df=0.5～0.8)的每一个Da/Df,都对应于一个最佳的H/Df(0.2～2.0),空腔中的驻涡稳定,符合火焰稳定和燃料引入的要求,压力损失也最小。研究成果初步确定了驻涡火焰稳定器的基本结构参数,为开展热态研究打下基础。
同向旋转盘间换热特性的实验研究
何亚军, 徐国强, 陶智, 丁水汀, 蔡伟华
2002, 17(5): 572-576.
摘要 PDF(316KB) icon1417 icon468
摘要:
本文将实际发动机高、低压涡轮盘简化成几何形状相对简单的中心轴向进气、径向出气、两盘以不同速度同向旋转的旋转盘系统。用实验方法研究了冷气流量、转速以及两盘间隙对旋转盘间换热的影响规律,并对结果进行了相应的分析。
涡轮叶片表面气膜冷却的传热实验研究
向安定, 罗小强, 朱惠人, 许都纯, 刘松龄
2002, 17(5): 577-581.
摘要 PDF(698KB) icon1608 icon487
摘要:
对压力面和吸力面各有双排气膜孔冷却的涡轮导向叶片表面进行了详细的传热实验研究,在不同吹风比下获得了当地气膜冷却效率和换热系数,结合流场测量结果分析了叶片表面冷却和换热规律。结果表明不同孔排位置叶片表面气膜冷却效率和换热规律有很大不同,孔排位置一定时,冷却效果主要由吹风比决定。结果还表明尽管冷气喷射使型面换热系数随吹风比的增大而显著增大,气膜冷却还是能有效的降低型面的热负荷,其中以中吹风比喷射时冷却效果最为显著。
发动机高速排气系统红外辐射特性的数值计算和分析
金捷, 朱谷君, 徐南荣, 张小英
2002, 17(5): 582-585.
摘要 PDF(584KB) icon1666 icon467
摘要:
本文以排气系统三维流场数值计算为基础,采用了封闭腔理论算法及波带透过率计算模型,通过求解耗散-发射性介质中的辐射传输方程的方法,对发动机高速排气系统的热空腔辐射、喷气流辐射及热空腔-喷气流组合辐射进行了数值计算,并将计算结果与发动机实测结果进行了分析比较。研究结果表明,红外辐射的计算值与实测值相比,误差不大于30%,且其空间分布基本一致。所开发的计算方法与程序可用于排气系统红外辐射特性的数值计算与分析,基本满足工程设计的需要。
高位进气、径向出流的旋转腔内流动与换热的数值研究
孙纪宁, 陶智, 丁水汀, 徐国强
2002, 17(5): 586-590.
摘要 PDF(816KB) icon1515 icon450
摘要:
用标准k-ε模型模拟了航空发动机涡轮盘冷却系统的高位进气、径向出流盘腔模型的湍流流场和温度场,分析了其盘面平均Nu数随旋转雷诺数Reω和进气雷诺数Re的变化。
篦齿封严装置减振方法研究及减振装置设计
李辉, 李其汉, 晏砺堂
2002, 17(5): 591-596.
摘要 PDF(829KB) icon1494 icon486
摘要:
本文研究了用于篦齿封严装置的干摩擦式阻尼减振器的减振原理,采用篦齿封严装置气弹稳定性分析方法,分别研究了用于篦齿封严装置的阻尼环和阻尼套筒的减振效果,并在此基础上提出了阻尼减振器的工程设计方法。研究表明,干摩擦式阻尼减振器可以有效地提高篦齿封严装置的气动弹性稳定性。
有挤压油膜阻尼器支承的转子系统碰摩响应研究
张韬, 孟光
2002, 17(5): 597-604.
摘要 PDF(474KB) icon1572 icon475
摘要:
本文研究了有挤压油膜阻尼器支承的转子系统碰摩响应的非线性特性。研究发现:随着转速比增大,系统响应的最大振动幅度最终会增大。最大振动幅度在随转速的变化中呈现各种变化,或者增大,或则不变,或则减小。系统的周期解分叉与系统响应的最大振动幅度有明显的关系。在周期解分叉点上系统的最大振动幅度都发生明显的变化。挤压油膜阻尼器对系统有明显的减振效果,油膜参数大到一定值以后,挤压油膜阻尼器参数变化对系统的减振效果不在有明显的变化。碰摩摩擦系数对系统的减振同样有很好的效果,较大的摩擦系数能够使系统更平稳地工作。在某些情况下,较小的摩擦系数同样可以起到很好的减振效果。不平衡参数对系统碰摩幅度的影响非常大,越大的不平衡参数使系统响应的最大振动幅度更大。系统保持周期解状态能够使系统的最大振动幅度得到减小。
转动壳体外压屈曲的有限元分析
曹航, 朱梓根
2002, 17(5): 605-609.
摘要 PDF(684KB) icon1548 icon457
摘要:
由于转动离心力的影响,壳体的屈曲临界压力随转速的提高而升高。本文推导了转动壳体线性屈曲的有限元公式,并用DMAP语言编制相应的程序修改MSC/NASTRAN的解题步骤考虑离心力完成了分析。还利用MSC/NASTRAN的几何非线性分析功能完成了有初始几何缺陷转动壳体的有限元分析,计算后屈曲的载荷—变形曲线,得出不同转速下的缺陷敏感度曲线。
机动飞行飞行器内具有初始弯曲和刚度不对称的转子运动模型
林富生, 孟光
2002, 17(5): 610-614.
摘要 PDF(694KB) icon1451 icon487
摘要:
本文建立了位于机动飞行飞行器内且同时具有初始弯曲、不对称刚度和质量不平衡的单盘Jeffcott转子的动力学模型。当飞行器静止时,设相关参数为零后该模型与相应地面转子系统的数学模型完全相同。应用该模型可数值仿真研究飞行器运动时位于飞行器内的等转速、等加速、等减速运行转子的动态特性,研究飞行器不同飞行速度和加速度对转子动力学特性的影响,分析飞行器飞行时转子出现故障时的响应特性,从而为机动飞行器内转子的动力学分析和故障诊断提供依据。
Chaboche热粘塑性损伤模型的应用研究
张克实, Brocks Wolfgang
2002, 17(5): 615-622.
摘要 PDF(1020KB) icon1674 icon576
摘要:
本文讨论了Chaboche粘塑性模型的材料参数确定问题,提出了一种简单实用的模型参数确定方法,并用本文提出的方法确定了TiAl材料的Chaboche模型参数,并用这些参数进行了不同应变率下的拉伸模拟计算、不同应力下的蠕变模拟计算和CT试样在阶梯载荷下的蠕变模拟计算。
复合材料层合板单排多钉双剪联接接头强度分析
崔海涛, 温卫东
2002, 17(5): 623-634.
摘要 PDF(645KB) icon1868 icon482
摘要:
双剪联接接头是复合材料结构连接设计的主要环节。针对T300/KH304复合材料层合板的单排多钉双剪联接接头,考虑到孔间距离对接头强度的影响,用三维有限元模型对接头的静强度进行数值分析。以应力分析为基础,采用Yamada-Sun准则预测了该层合板结构双剪联接接头的破坏载荷。试验结果表明,该接头的破坏模式主要呈现为挤压破坏,并伴随有净拉伸和剪切破坏模式;接头的位移——载荷曲线近似为直线;Yamada-Sun准则可以较好地预测该结构的破坏载荷;所预测的接头的破坏载荷及破坏模式,试验结果与数值分析结果比较一致。
某发动机中心螺旋圆锥齿轮组件故障研究
史亚杰, 洪杰
2002, 17(5): 635-640.
摘要 PDF(779KB) icon1532 icon395
摘要:
本文对发动机附件传动中心螺旋圆锥齿轮联接螺栓的断裂故障,从振动、强度、工艺、材料多方面进行故障机理的研究,找出了故障发生的主要原因。文中对故障件进行模态分析,临界转速计算,强度和疲劳寿命的校核,得到了组件失效是由于齿轮干涉产生的激振力引起的疲劳断裂。
刷式密封接触动力学特性研究
刘占生, 叶建槐
2002, 17(5): 641-644.
摘要 PDF(350KB) icon1477 icon453
摘要:
对刷式密封的结构动力学特性进行了分析,从弹性理论出发,考虑轴颈和密封环之间的非线性摩擦力作用,建立了密封环与转子相互作用的非线性动力学方程,推出了密封环对转子的非线性支承刚度的近似表达式,这一支承刚度的导出为研究转子—密封—轴承系统的非线性动力学行为奠定了基础。最后用数值仿真方法验证了本文推导出的表达式的正确性。
某典型振动条件下发动机点火试验研究
利凤祥, 李越森, 周为民
2002, 17(5): 645-649.
摘要 PDF(292KB) icon1603 icon448
摘要:
以某飞行器主动段飞行故障中屡屡出现低频振动现象为背景,通过设计振动点火试验台,模拟空中飞行的振动环境,进行了低频振动条件下的发动机点火试验,研究了该低频振动对固体发动机药柱结构完整性、发动机内弹道性能以及燃烧室内绝热层烧蚀性能等的影响,研究结果初步证明,飞行过程中出现的低频振动不破坏发动机药柱的结构完整性,对发动机主要内弹道性能也不产生较大影响,但对振动方向上的推进剂燃速与绝热层的烧蚀率产生一定影响。该项研究可为相关的工程问题提供依据。
一种故障可诊断性分析方法
李家文, 张振鹏
2002, 17(5): 650-654.
摘要 PDF(287KB) icon1432 icon430
摘要:
介绍了应用结构排除法进行故障诊断时故障的可诊断性,指出了使用(0,1)故障矩阵时有可能出现错误的诊断结果,介绍了计算敏感度矩阵的方法,同时也和(0,1)故障矩阵进行了比较。在设计故障诊断系统时,利用敏感度矩阵,能够针对不同的关系式故障选择最佳检验参数和排除参数的组合,可以提高故障诊断结果的可信度。
燃气轮机分布式仿真的现状与展望
刘永文, 张会生, 翁史烈
2002, 17(5): 655-664.
摘要 PDF(653KB) icon1570 icon431
摘要:
燃气轮机仿真正在从单一的、定制的仿真程序,向多学科综合的、适应各种需要的仿真环境发展。由于燃气轮机各个部件模型通常使用不同的编程模型和编程语言,需要在系统层次采用统一的编程模型来进行集成,同时屏蔽编程语言的差异。本文从编程模型的角度出发,对各种分布式仿真技术进行比较分析,并介绍了国内外燃气轮机仿真的发展现状。最后对国内燃气轮机分布式仿真的发展方向进行了探讨。

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