【摘 要】
：
为了探索多级压气机环境下非轴对称端壁优化设计方法,通过数值仿真优化和实验测试方法对某中间级静子的机匣端壁和轮毂端壁进行了非轴对称端壁造型研究,提出了在优化时将目标函数选择为近端壁的局部叶高总压损失系数.结果 表明:相较于传统的全叶高总压损失系数作为目标函数的优化方法,该优化方法可以在较少的优化步数(400步)内使得静子总压损失系数下降更多,这表明该方法可以有效降低优化耗时,为多级压气机中进行非轴对称端壁优化设计的工程应用奠定基础.
【机 构】
：
中国航空发动机集团有限公司沈阳发动机研究所,沈阳110015;南京航空航天大学能源与动力学院,南京210016
论文部分内容阅读
为了探索多级压气机环境下非轴对称端壁优化设计方法,通过数值仿真优化和实验测试方法对某中间级静子的机匣端壁和轮毂端壁进行了非轴对称端壁造型研究,提出了在优化时将目标函数选择为近端壁的局部叶高总压损失系数.结果 表明:相较于传统的全叶高总压损失系数作为目标函数的优化方法,该优化方法可以在较少的优化步数(400步)内使得静子总压损失系数下降更多,这表明该方法可以有效降低优化耗时,为多级压气机中进行非轴对称端壁优化设计的工程应用奠定基础.
其他文献
为研究超磁致伸缩驱动器(GMA)椭圆油膜轴承性能,搭建了三自由度可控椭圆轴承实验装置,利用GMA动态控制了椭圆轴承所支撑转子的轴心轨迹,观察了椭圆轴承油膜形成和破裂过程,考察了轴径转速、进油压力、偏心率等参数对椭圆轴承油膜气穴位置的影响.实验结果表明:椭圆轴承动态气穴内存在润滑油丝,逆着旋转油流方向移动;随着转速升高或者偏心率增加,椭圆轴承圆周方向油膜破裂边提前;随着转速增加或者进油压力减少,椭圆轴承气穴位置逆着轴向油流方向移动.利用GMA合理控制椭圆轴承短轴油膜间隙,可以更好的抑制转子系统的工频振动.研
建立了含公-自转耦合的行星轮滚针轴承动力学微分方程组,采用gear stiff(GS TIFF)变步长积分算法对微分方程组进行求解,对比研究了有无公转工况下保持架的打滑率和振动特性,分析了公-自转耦合工况下结构参数和工况参数对两者的影响.结果 表明:纯自转工况下保持架振动加速度幅频图各倍频处对应1个幅值,公-自转耦合工况下各倍频处对应2个幅值;在公-自转耦合工况下,保持架振动幅值随径向力和公转速度的增大而增大,随自转速度的增大而减小,存在一个最优间隙比,即间隙比为1左右时使保持架振动幅值最小;保持架打滑率
为研究单晶(SC)高温合金低周疲劳(LCF)性能各向异性规律,收集了SC7-14-6、DD3、PWA1480、Rene N4与DD6共5种单晶合金的低周疲劳试验数据,校验了文献中单晶合金不同晶体取向的弹性模量计算方法,利用不同取向的弹性模量对总应变幅进行修正,提出了一种简单的适用于单晶合金不同取向的低周疲劳损伤参量,进而形成了取向相关的单晶合金低周疲劳寿命评估方法,利用上述5种合金的试验数据对方法进行了验证.结果 表明:弹性模量是单晶合金LCF性能各向异性的重要影响因素;文献中的不同晶体取向弹性模量换算方
为了满足双马来酰亚胺树脂(BMI)应用于Z-pin高效拉挤的需求,要求其具有低黏度(500 mPa.s)、耐热(玻璃化转变温度大于200℃)、固化快以及韧性好等性能.使用TDE-85环氧树脂(EP)降低BMI黏度,并进一步加入改性剂提高树脂的耐热性和力学性能.分别采用黏度测试、差示扫描量热分析、热重分析、力学性能测试等方法研究树脂固化工艺、固化反应动力学、耐热性以及基本力学性能,筛选最佳树脂体系制备Z-pin并进行性能测试与分析.研究结果表明:TDE-85环氧树脂的加入可以有效降低树脂体系的黏度,满足高效
为对压气机静子叶片高精度设计与制造提供有力参考,以某高负荷压气机静子叶栅为研究对象,采用基于高斯分布型随机输入的非嵌入式多项式混沌方法,量化评估了端壁倒圆半径误差对最小损失和近失速两个工况下气动性能的不确定性影响.结果 表明:倒圆半径误差的不确定性对气动性能的平均水平影响不大,主要反映在气动性能参数的标准差上.提高倒圆半径的加工精度可提升气动性能的鲁棒性近一倍.加工精度一定时,为对叶片进行鲁棒性优化设计,应重点关注近失速工况下气动损失的鲁棒性.根据公差带内端壁倒圆半径与近失速工况下气动性能的关联性分析,倒
为了揭示燃烧室涡轮交互作用机理,采用尺度自适应模拟方法对某航空发动机燃烧室和燃气涡轮开展了跨部件联合数值模拟研究,分析了燃气涡轮导叶对燃烧室内部流场和温度场的影响、燃烧室出口速度分布和热斑对涡轮气动和传热的影响.结果 表明:尺度自适应模拟方法在预测燃烧室和燃气涡轮部件性能方面具有较高精度,并能有效捕捉燃烧室及涡轮流道中的复杂涡系结构.同时,涡轮对燃烧室内部速度场的影响一直可以回溯至导叶上游0.3倍弦长的距离,燃烧室出口速度分布对涡轮内部流动、热斑对燃气涡轮导叶及动叶绝热壁温均有较大影响.
对于现代先进涡扇发动机,占比越来越大的风扇/压气机宽频噪声成为亟需解决的问题.基于三维风扇声源模型,开展了湍流输入参数对宽频噪声预测影响的研究.结果 表明:后传声功率级比前传声功率级普遍高5 dB左右;当湍流参数增大时,也会较大幅度改变前传和后传的声功率级,但对频谱形状影响较小;声功率级随湍流积分尺度增大而减小,随背景湍流速度、中心线湍流速度、湍流宽度增大而增大,其中背景湍流速度对宽频噪声影响最大.发现湍流参数通过作用于上洗速度谱来影响宽频噪声预测结果.
针对强噪声背景下轴承早期故障的诊断问题,提出一种基于自适应分段混合随机共振(adaptive piecewise hybrid stochastic resonance,APHSR)系统的检测方法.采用经验模态分解法(EMD)进行信号预处理,分别采用能量密度法和相关系数法去除高、低频噪声,自动筛选最优固有模态函数,经尺度变换后输入分段混合随机共振系统模型,提取故障信号.工程实验显示:经过APHSR系统,轴承故障特征频率的频谱幅值、频谱幅值与周围最大噪声之差和最大信噪比(SNR)均高于经验模态分解和经典随机
采用数值模拟的方法研究了不同阻塞度下侧壁干扰对NACA0012翼型表面霜冰生长的影响.通过对流场和水滴撞击特性的研究发现:侧壁干扰会压缩来流空气,致使更多水滴跟随气流向机翼前缘汇集,增大了翼面水滴收集系数,且翼面水滴总收集量与阻塞度成正比、与液滴雷诺数成反比;同时会改变水滴的撞击方向,使水滴撞击极限和最大水收集系数的位置发生偏移.采用多步法对结冰特性的研究发现:在基准计算工况下,当阻塞度为20％时,侧壁干扰效应带来结冰量的相对附加增量约为16％;在同一阻塞度下,各时间步长内的结冰相对附加增量基本相等.提出
在结合核技巧、慢特征分析算法与密度聚类方法的基础上,提出了基于混合核慢特征分析和密度聚类的慢特征密度聚类算法,实现了基于民航发动机气路参数原始值的异常检测.核技巧的引入克服了慢特征分析法处理复杂数据时可能存在的维度爆炸问题,充分利用不同核函数的特点和慢特征分析的优势从气路参数原始值中提取出随时间变化最缓慢的特征作为密度聚类算法的输入,最终筛选出异常值.经实验对比发现,该方法针对某些异常拥有最好的聚类效果和最低的虚警率,尤其是检测可调放气活门系统异常时虚警数量不到样本总数量的0.5％,是一种有效的方法.