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2004年  第19卷  第2期

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研究论文
不完全数据最佳线性无偏估计方法
傅惠民, 王华胜
2004, 19(2): 169-173.
摘要 PDF(687KB) icon1549 icon492
摘要:
针对工程上存在大量不完全数据的情况,本文建立了不完全数据秩统计量的联合概率密度函数,给出不完全数据顺序统计量的均值、方差和协方差计算公式,提出不完全数据最佳线性无偏估计方法,并对正态分布、Weibull分布等位置-尺度分布进行了详细讨论。该方法能够充分开发利用试验数据中的不完全信息,从而提高不完全数据统计分析的精度。
控制参数对磁悬浮轴承转子系统动态特性的影响
谢振宇, 徐龙祥, 李迎, 丘大谋, 虞烈
2004, 19(2): 174-178.
摘要 PDF(686KB) icon1503 icon447
摘要:
对某磁悬浮轴承转子系统的动态特性进行理论分析与实验研究,讨论了系统的固有频率、刚度及阻尼与控制参数的关系。结果表明,控制参数的变化对系统第一阶弯曲固有频率值的影响很小,只能通过改变转子本身的尺寸,使转子工作转速远离该阶弯曲固有频率。另一方面由于支承阻尼过小且控制参数的调节范围有限,易造成转子在亚临界或超临界运行时因振幅过大而与轴承发生碰撞。
碰摩转子—轴承系统非线性动力学行为研究
李振平, 张金换, 金志浩, 闻邦椿
2004, 19(2): 179-183.
摘要 PDF(752KB) icon1465 icon453
摘要:
为了充分揭示碰摩转子系统复杂的非线性动力学行为,将多初始点分岔分析方法应用于碰摩转子—轴承系统的研究当中。通过对给定参数下转子系统响应的数值模拟,发现了比单初始点算法更加丰富的非线性现象,在一定的参数范围内该碰摩转子系统有多吸引子共存,并对解的演化过程进行了研究,结果很好地解释了碰摩转子系统中一些复杂的非线性现象。
变物性与热辐射对发汗冷却过程的影响规律研究
姜培学, 余磊, 任泽霈
2004, 19(2): 184-190.
摘要 PDF(1055KB) icon1871 icon463
摘要:
采用两层k-ε湍流模型对高温条件下有发汗冷却时的矩形槽道内湍流流动和换热进行了数值模拟。计算结果表明:随着冷却气体流量的增加,在发汗冷却壁面附近主流气体的温度梯度大大减小,壁面温度、局部对流换热系数都迅速下降;变物性条件下同时考虑热辐射时数值计算得到的平均St相对值St/St0随修正注入率F/St0的变化比已知的常物性条件下的值小;随着高温气体温度的上升,变物性和热辐射对与高温流体接触的表面温度有较大影响,热辐射对壁面温度的影响比变物性更大,而对流换热系数所受的影响不大;当主流为高温气体(如:2500K)、而壁面温度较低时(如:800K)热辐射的影响不大,发汗冷却效果仍然很明显。
楔形夹缝内部液体核态沸腾特性
田勇, 徐罕, 彭晓峰, 王补宣, 李笃中
2004, 19(2): 191-195.
摘要 PDF(304KB) icon1735 icon440
摘要:
针对楔形夹缝内部液体核态沸腾状况进行可视化实验研究。实验利用表面平整均匀的铜板作为加热平板,用玻璃作为盖板形成楔形夹缝。实验现象表明沸腾核化现象比较容易在狭缝中相对较大的空间中形成,而在狭缝中相对较小的空间里形成沸腾需要更高的热流密度。实验现象还表明,在同一空间尺度条件处的核化和气泡演化情况基本相同,气泡的生长速率在无量纲参数D≥0.1时受到空间尺度的明显影响。
肋角度对流量系数影响的数值模拟研究
倪萌, 朱惠人, 裘云, 刘松龄
2004, 19(2): 196-200.
摘要 PDF(684KB) icon1738 icon430
摘要:
利用有限体积法对三维不可压缩的N-S方程进行离散,对同时带肋和气膜孔出流的内流冷却通道在45°,60°,90°,120°肋的结构下进行了数值模拟。网格划分采用非结构化网格,湍流模型为Realizablek-ε模型,近壁处湍流采用壁面函数,采用SIMPLE算法求解速度与压力的耦合。计算获得了同时带肋和气膜孔出流的内流冷却通道在不同肋角度时的三维流场分布和气膜孔的流量系数值。结果表明同时带肋和气膜孔出流的通道流场结构比较复杂,肋在通道中诱发的二次流改变了气体在进入气膜孔时偏转角度,从而影响了流量系数值。通道中气膜孔的流量系数值随肋角度的增大而呈增大的趋势。计算结果与实验结果进行了比较,两者规律符合良好。
网格式肋化通道换热与总压损失特性研究
张勃, 吉洪湖, 张靖周, 高潮, 王鸣
2004, 19(2): 201-205.
摘要 PDF(308KB) icon1439 icon466
摘要:
通过两个实验模型,对矩形网格式肋化通道的换热与总压损失特性进行了实验研究。模型通道的两个宽边是由铝板机械加工而成的肋化壁,两个短边是由胶木板制成的绝热壁。肋化壁上肋与通道轴线所形成的锐角定义为肋向角α,第一个模型的两个宽边上的肋向角分别为45°和-45°(简称45/45模型);第二个模型两宽边的肋向角分别为45°和-60°(简称45/60模型)。两个模型的肋宽与肋间距之比t/p=0.25,肋间距与肋高之比t/e=0.30,肋高与通道高度之比e/H=0.50,即两个肋化壁的肋尖相互接触,从而形成网格式通道。实验表明当雷诺数在0.5×105～1.2×105范围内变化时,网格式内冷通道换热效果比光滑通道提高了5～9倍,但伴随的总压损失增加了3个数量级。
肋的几何参数对网格式肋化通道的传热与总压损失特性的影响
张勃, 吉洪湖, 张靖周, 高潮, 王鸣
2004, 19(2): 206-212.
摘要 PDF(372KB) icon1484 icon441
摘要:
通过10个实验模型研究了肋宽与肋间距之比t/p以及肋宽与肋高之比t/e对网格式肋化通道的换热与总压损失的影响。实验模型分为两组:第一组5个45/45模型是由两块肋向角分别为45°与-45°的肋化板形成的;第二组5个45/60模型是由肋向角分别为45°和-60°的两块肋化板形成的。模型的t/e分别为0.25,0.30,0.50,t/p分别为0.25,0.33,0.50。在雷诺数为0.5×105～1.5×105时,t/e=0.30与t/p=0.50的模型换热效果最好,但同时压损也最大。45/45模型与45/60模型的换热效果没有明显的区别,但后者的压损却是前者的近两倍。根据实验数据拟合得到了有关参数的准则关系式。
冲击/发散复合冷却方式发散壁换热系数研究
许全宏, 林宇震, 刘高恩
2004, 19(2): 213-218.
摘要 PDF(833KB) icon1944 icon452
摘要:
对航空发动机的一种先进冷却方式,冲击/发散复合冷却方式的发散壁燃气侧换热系数进行了试验研究。考虑了影响燃气侧换热系数的流动和几何参数,它们是主流雷诺数、吹风比以及几何结构。采用比较法研究燃气侧换热系数,基准换热系数与经典传热准则计算值相比,精度在±7%以内。研究发现主流是充分发展湍流时,主流雷诺数对发散壁燃气侧换热系数基本无影响,而吹风比和几何结构是主要的影响因素。多排气膜叠加,也使得换热增强系数沿流向增加。对实验结果总结了经验关系式,可以用于该种冷却结构的传热设计和校验。
大转角反弯叶栅气膜冷却实验研究
陈浮, 杨科, 宋彦萍, 王仲奇
2004, 19(2): 219-223.
摘要 PDF(304KB) icon1376 icon773
摘要:
对大转折角气冷涡轮直、反弯叶栅出口流场进行了不同位置10排孔喷气及多排孔喷气等26套冷却方案测量。结果表明,无冷气喷射时反弯叶栅内损失高于直叶栅;压力面、吸力面近尾缘处喷气可降低叶栅损失;反弯叶栅前部多排孔气膜冷却的损失增加值要低于直叶栅,后部多排孔喷气则可降低叶栅损失。
基于小波消噪的进气道动压信号的分析
李文峰, 章进, 王永生
2004, 19(2): 224-228.
摘要 PDF(271KB) icon1333 icon412
摘要:
结合进气道隐身装置与某涡扇发动机地面联合试验所采集到的数据,研究了在小波消噪基础上对发动机进气道动态压力信号进行定量处理和分析的方法和步骤。结果表明,信号的频谱分量主要集中在100Hz以下。低发动机转速时,进气道气流形成的涡旋较大。随着转速的提高,压力升高,紊流度增大。证明了在高速紊流的脉动压力系统中存在奇怪吸引子,关联维数为5～6。
一种直升机进气道电磁散射减缩方案实验研究
韩东, 郭荣伟, 易海云, 周蓓蓓
2004, 19(2): 229-232.
摘要 PDF(534KB) icon1582 icon434
摘要:
对一种与发动机舱融合设计的直升机进气道在垂直极化方式、水平极化方式下进行了电磁散射特性减缩方案研究。通过对比不同减缩方案与全金属模型RCS性能参数,研究了各种减缩方案的减缩效果,结果表明,该类进气道在采用电磁散射减缩方案时,RCS较全金属模型而言,均有不同程度的降低,其中采用在前唇口、上下唇口、前输出轴、动力舱粘贴吸波材料缩减方案的减缩效果是最佳的,可以获得8dB左右的RCS减缩效果。另外,垂直极化方式下采用减缩方案的减缩效果要比水平极化方式效果好。
非轴对称尖部间隙对轴流压气机性能影响的实验研究
梁武昌, 楚武利, 朱俊强, 孙玲
2004, 19(2): 233-236.
摘要 PDF(242KB) icon1523 icon432
摘要:
在实际的压气机中,转子尖部间隙总是不同程度地存在着非轴对称性。针对非轴对称尖部间隙对压气机性能的影响,本文设计了一系列结构,在一台亚音速单、双级轴流压气机实验台上对其孤立转子进行了实验研究,分析和比较了各种结构形式对压气机性能的影响。实验表明,非轴对称尖部间隙的存在,将使压气机的稳态和过失速性能下降。
军用航空动力采购的激励与约束机制研究
毛景立, 梁工谦, 李鸣
2004, 19(2): 237-246.
摘要 PDF(1142KB) icon1301 icon440
摘要:
军用航空动力采购是军用飞机获取动力的根本方式。在对军用航空动力采购现存机制分析的基础上,为从根本上提高发动机效用,就如何建立激励与约束机制,从建立机制的突破点、采购的委托代理模型、机制设计原则、机制设计方式等角度进行了研究。
航空发动机全权限数控系统研究和试飞验证
姚华, 王国祥
2004, 19(2): 247-253.
摘要 PDF(837KB) icon1562 icon389
摘要:
以某型发动机为控制对象,研究航空发动机全权限数字电子控制系统(FADEC)。对数控系统的总体结构、控制规律、故障诊断及余度设计、电子控制器、液压机械装置、控制软件开发等关键技术分别进行了讨论。通过试飞,验证了该数控系统功能和性能及其关键技术。试飞结果表明,使用全权限数字电子控制系统取代传统的液压机械调节器不仅扩展了发动机控制系统的控制功能,同时也更有效地发挥了航空发动机的性能,改善了发动机的操纵性、维护性和可靠性。
航空发动机H∞PI输出反馈控制——非严格正则LMI方法
王曦, 覃道亮
2004, 19(2): 254-258.
摘要 PDF(685KB) icon1705 icon465
摘要:
基于传递函数矩阵H∞范数的等价原则思想,将非严格正则模型转化为严格正则模型。通过LMI求解方法,在考虑控制能量约束的条件下,对严格正则模型进行静态输出反馈PI控制器设计。提出了一种非严格正则模型静态输出反馈PI控制器求解的算法。以某型双转子涡喷发动机为被控对象,进行静态输出反馈PI控制器的LMI设计,并分区域在飞行包线进行了动静态性能和鲁棒性能仿真验证。
高超声速发动机分布参数控制问题
于达仁, 崔涛, 鲍文
2004, 19(2): 259-264.
摘要 PDF(985KB) icon1673 icon401
摘要:
高超声速发动机表现出了明显的分布参数特性,采用集中参数控制方法难以满足发动机控制要求。本文结合分布参数控制理论的研究进展和周边的学科的发展,提出了高超声速发动机分布参数控制问题,是对传统的集中参数控制构架的继承和突破。分布参数控制体系的新原理、方法、实现手段将对高超声速发动机系统的运行和设计产生重要影响。
不同掠型扩压叶栅壁面静压分布特性研究
赵桂杰, 陈浮, 宋彦萍, 卞兆喜, 王仲奇
2004, 19(2): 265-269.
摘要 PDF(620KB) icon1482 icon501
摘要:
实验研究了不同掠型叶片组成的平面扩压叶栅壁面静压分布。结果表明,前掠叶栅流道中横向压力梯度减弱,型面压力沿叶展呈反"C"型,有利于减弱角区低能流体堆积,但中径处损失将有所增加;弯掠叶片强化了上述趋势,其降低端部损失和延缓角区分离的能力更强,具有深入研究的必要。
一种捕捉预示压气机失稳预警信号的新方法的研究
张靖煊
2004, 19(2): 270-277.
摘要 PDF(391KB) icon1554 icon383
摘要:
本文旨在寻求预示压气机失稳发生的预警信号。通过对失稳产生的物理机制的分析可知,压气机系统内脉动压力能量的积累有可能作为失稳先兆的外部表征。据此,本文从能量的角度出发,对多组压气机失稳的实验数据进行了频域,时域分析。结果发现,在压缩系统完全进入失稳以前,动态压力的方差值有一明显的增长过程,而且这一异常现象距失稳有1～2秒的时间间隔,这对实现压气机失稳的在线预报有十分重要意义。
横向加速度对飞行发动机绝热层烧蚀影响的实验研究
李越森, 叶定友, 利凤祥
2004, 19(2): 278-282.
摘要 PDF(674KB) icon1286 icon416
摘要:
设计了实验发动机与实验装置,进行了一系列飞行固体火箭发动机横向过载模拟试验,获得了不同加速度下发动机内绝热层烧蚀率定量化的试验数据。验证了横向加速度严重影响局部绝热层烧蚀的事实。机理分析表明,此种结果是由于横向加速度作用下燃气中Al2O3液态粒子偏离发动机中心线,沿离心力方向大量沉积所致。此项研究为相关的工程设计提供了基础性的依据。
裂纹齿轮动力特性三维有限元模拟
邵忍平, 郭万林, 李春
2004, 19(2): 283-288.
摘要 PDF(830KB) icon1426 icon432
摘要:
建立了裂纹齿轮结构的三维有限元动力学模型,分析了齿轮轮齿发生裂纹后的齿轮动力特性(固有频率、振型、动态应力等),并对裂纹出现位置和裂纹尺寸等对齿轮动力特性的影响进行了深入探讨和计算机模拟。指出裂纹尺寸和位置对于齿轮的固有频率和振型都有影响,当出现裂纹后固有频率发生下降,振型也发生变化,而裂纹位置对固有频率和振型影响大于裂纹尺寸的影响,当裂纹位于齿根处时齿轮固有频率下降较大,当裂纹位于齿顶处时齿轮固有频率下降较小,当裂纹出现后齿轮体的振型明显不同于无裂纹时的振型,在裂纹附近振动的振幅增大,并且齿轮体的动态应力也发生变化,与无裂纹的齿轮结构动力特性完全不同。

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