侧壁多孔射流压比对稳态总压畸变模拟的影响规律

1

作者 张冬晨 项效镕 +3 位作者 刘翼腾 任三群 赵巍 赵庆军 《推进技术》 北大核心 2025年第5期265-277,共13页

针对发动机地面与高空模拟试验中不同形式总压畸变在线模拟的需求,采用数值仿真方法,研究了侧壁多孔射流畸变模拟器不同射流压比下肾形反旋涡对的沿程演变规律,以及其对总压畸变分布与畸变指数的影响机制。同时,提出了一种总压畸变图谱... 针对发动机地面与高空模拟试验中不同形式总压畸变在线模拟的需求,采用数值仿真方法,研究了侧壁多孔射流畸变模拟器不同射流压比下肾形反旋涡对的沿程演变规律,以及其对总压畸变分布与畸变指数的影响机制。同时,提出了一种总压畸变图谱特征参数牵引下的畸变模拟器侧壁单孔/双孔射流周向组合排布与压比调控方法,在总压恢复系数基本维持不变的情况下总压畸变指数模拟相对偏差可控制在5%以内。研究结果表明,侧壁单孔射流所致肾形反旋涡对与射流柱的沿程掺混直接影响总压损失分布特征,低压区穿透深度、尺寸大小均随射流压比增大而增加但增速趋缓;双孔射流夹角与射流压比单调影响两组反旋涡对的3种形态,低压区穿透深度、尺寸大小均随射流压比增大而增加,但随射流夹角的变化同反旋涡对的3种形态密切相关;单孔与双孔射流下总压畸变指数随射流压比先增后减,且随着射流夹角增加畸变指数变化拐点所对应的射流压比逐步增大。 展开更多

关键词 畸变模拟 稳态畸变 射流 肾形涡结构 总压分布 畸变指数

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液氧电动屏蔽泵预冷流动换热与调控方法

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作者 陆冠熙 张秉龙 +3 位作者 杨学森 项效镕 赵巍 赵庆军 《火箭推进》 北大核心 2025年第2期41-51,共11页

为了探究液氧电动屏蔽泵预冷过程中流动换热特性,建立液氧电动屏蔽泵流动换热模型,搭建低温介质预冷试验台,对液氧电动屏蔽泵预冷过程换热与流动特性开展数值模拟和试验研究。结果表明,电动屏蔽泵预冷时间主要受预冷介质流量、温度、压... 为了探究液氧电动屏蔽泵预冷过程中流动换热特性,建立液氧电动屏蔽泵流动换热模型,搭建低温介质预冷试验台,对液氧电动屏蔽泵预冷过程换热与流动特性开展数值模拟和试验研究。结果表明,电动屏蔽泵预冷时间主要受预冷介质流量、温度、压力影响。在预冷过程中,电机壁面预冷相对于泵体壁面更为困难,在排放预冷时应尽量采用较大流量进行预冷,以确保电机预冷效果。介质在电机流域的流动方式受预冷过程中泵内部压力变化发生改变,此变化会影响介质流动速率,从而影响介质与泵体换热;气化区域主要集中在电机两轴承间转子外壁面段以及泵后腔室处,受预冷流动方式影响气化介质对泵内流动影响显著;通过适当增大预冷流量,可以增大泵后腔室压力,从而有效提高电机流域介质流速,提高预冷效率,避免预冷介质过度消耗。 展开更多

关键词 电动屏蔽泵 排放预冷 数值计算 流场分析 流固换热

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空气涡轮火箭发动机起动过程半物理仿真方法研究

3

作者 杨学森 赵巍 +3 位作者 张秉龙 任三群 项效镕 赵庆军 《系统仿真学报》 北大核心 2025年第8期2061-2073,共13页

为满足空气涡轮火箭发动机控制规律验证需求,提出了基于串口通讯的半物理仿真方案,建立了集成快速原型系统、供应系统、测控系统、信号模拟器、故障注入系统和实时仿真机的半物理仿真平台,基于交叉编译技术开发了发动机数字模型,实现了... 为满足空气涡轮火箭发动机控制规律验证需求,提出了基于串口通讯的半物理仿真方案,建立了集成快速原型系统、供应系统、测控系统、信号模拟器、故障注入系统和实时仿真机的半物理仿真平台,基于交叉编译技术开发了发动机数字模型,实现了发动机控制系统与供应系统的耦合半物理仿真。开展了空气涡轮火箭发动机起动过程半物理仿真,测试了涡轮出口温度超温情况下控制器的故障处理策略。结果表明:以频率量作为信号模拟器转速信号指令,模拟精度可达0.01%FS,刷新时间不超过1 ms;当主燃煤油流量达到最大流量的16.2%时,发动机进入转速自持状态,主燃煤油泵和液氧泵后压力为1.28 MPa;当主燃煤油流量达到最大时,发动机转速和推力同时达到设计状态。涡轮出口温度超温50℃时起动超温保护机制,电动泵设定转速输出为0,避免了发动机潜在运行风险。 展开更多

关键词 空气涡轮火箭发动机 半物理仿真 供应系统 起动过程 控制规律

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冰撞击跨声速风扇转子叶片损伤对气动性能的影响

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作者 邢怀程 徐强仁 +3 位作者 王立志 李广超 项效镕 赵庆军 《航空发动机》 北大核心 2025年第5期84-91,共8页

为揭示跨声速风扇转子受脱落冰撞击后叶片真实损伤对气动性能的影响规律,对受损叶片逆向建模,开展叶片前缘不同弯曲方向和形变程度对其气动性能的影响研究。结果表明:前缘向吸力面弯曲叶片case1和case2失速裕度相对减小62%和29%,前缘向... 为揭示跨声速风扇转子受脱落冰撞击后叶片真实损伤对气动性能的影响规律,对受损叶片逆向建模,开展叶片前缘不同弯曲方向和形变程度对其气动性能的影响研究。结果表明:前缘向吸力面弯曲叶片case1和case2失速裕度相对减小62%和29%,前缘向压力面弯曲叶片case4和case5失速裕度相对减小11.9%和19.5%;叶片前缘向压力面弯曲导致通道通流能力降低,流量减小,吸力面曲率增大,加剧了边界层分离。叶片前缘向吸力面弯曲使通道通流能力提高,流量增大,损伤处弦向截面呈S型,预压缩作用提高了总压比,吸力面无遮盖段呈凹面抑制了边界层分离;在近失速点,叶片case1和case2攻角增大,通道外高速区使气流速度剧烈变化诱发叶片失速。叶片case4和case5吸力面曲率增大,边界层严重分离诱发叶片失速。前缘向吸力面弯曲使叶片损伤处弦向截面呈S型,有利于抑制边界层分离,对气动性能影响较小,但叶片失速裕度明显降低,威胁飞行安全;前缘向压力面弯曲使叶片气动性能明显降低,但对失速裕度影响较小。 展开更多

关键词 跨声速 风扇转子叶片 冰撞击 真实损伤 气动性能 失速裕度 航空发动机

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亚声速可压缩流场叶片边界层热线测速方法研究

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作者 张洲 项效镕 +3 位作者 王立志 佟鑫 赵巍 赵庆军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期222-232,共11页

为了能够开发一种简单有效的亚声速可压缩流场叶片边界层速度测量方法,从而为叶型设计和相关数值研究工作提供支撑,本文围绕热线风速测量技术,针对可压缩流场密度变化对热线标定结果的影响,以及实际测量中速度、密度耦合而无法直接获取... 为了能够开发一种简单有效的亚声速可压缩流场叶片边界层速度测量方法,从而为叶型设计和相关数值研究工作提供支撑,本文围绕热线风速测量技术,针对可压缩流场密度变化对热线标定结果的影响,以及实际测量中速度、密度耦合而无法直接获取的问题,通过理论分析,提出了适用于边界层测量的恒定压力热线标定方法和引入叶表稳态静压进行速度解耦的方法,并对所提出方法的主要误差进行了分析评估。在此基础上进行了热线标定和边界层速度测量试验验证,明确了恒定压力热线标定数学模型系数随压力的线性变化规律,同时针对温度非线性影响提出了一种基于过热比调整的修正方法,该方法能够将约13℃的温度偏差对热线电压的影响降低到1%以内,进一步简化了恒定压力热线标定流程,结合基于叶表稳态静压的速度解耦方法,为亚声速可压缩流场叶片边界层瞬态速度测量提供了一种简单可行的高频响测速方法。 展开更多

关键词 压气机 边界层 热线风速仪 可压缩流场 叶栅

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某重型燃气轮机17级轴流压气机特性预估计算研究 被引量：3

6

作者 项效镕 刘波 +1 位作者 陈云永 宣扬 《汽轮机技术》 北大核心 2009年第1期29-32,共4页

以某重型燃气轮机用17级轴流压气机为研究对象,建立了一种可用于多级轴流压气机特性预估的损失和落后角模型。运用流线曲率法计算得到了不同转速下的压气机特性变化曲线,并将其与全三维数值模拟结果进行了对比,验证了该模型在大流量多... 以某重型燃气轮机用17级轴流压气机为研究对象,建立了一种可用于多级轴流压气机特性预估的损失和落后角模型。运用流线曲率法计算得到了不同转速下的压气机特性变化曲线,并将其与全三维数值模拟结果进行了对比,验证了该模型在大流量多级轴流压气机特性预估方面的有效性。通过对设计点各级加工量、总压升分布以及各叶排落后角、效率沿径向分布的对比,验证了该模型在计算大流量多级轴流压气机设计点各级性能参数分布以及各叶排气动参数分布方面的可靠性。 展开更多

关键词 多级轴流压气机 流线曲率法 损失落后角模型 特性预估 全三维数值模拟

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叶栅风洞出口处孤立叶片吸力面全域压力分布测量

7

作者 项效镕 刘波 +2 位作者 周强 陈柳生 郑立新 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期165-168,共4页

应用自主建立的压力敏感涂料测量系统对固定在跨声速叶栅风洞出口下档板处的大弯度孤立叶片吸力面进行了表面全域压力分布测量尝试,基于涂料实验校准的特性曲线和图像后处理技术,获得了叶片表面压力分布状况。

关键词 叶栅 风洞 吸力面 流体力学 光学测量 压力测量

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对转压气机数值模拟及实验研究 被引量：21

8

作者 刘波 陈云永 +1 位作者 项效镕 侯为民 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期454-457,共4页

以设计的某对转压气机试验台为研究对象,分别应用数值模拟和试验手段对设计转速、典型工作状态下压气机性能和流场细微结构进行了研究。计算结果表明:压气机压比特性与试验值吻合较好,计算效率较试验值偏高;在近失速点压气机第二排转子... 以设计的某对转压气机试验台为研究对象,分别应用数值模拟和试验手段对设计转速、典型工作状态下压气机性能和流场细微结构进行了研究。计算结果表明:压气机压比特性与试验值吻合较好,计算效率较试验值偏高;在近失速点压气机第二排转子叶片吸力面近尖部10%叶展范围内,最先出现导致叶片失速的大范围分离和低能堵塞团;第一排转子叶片尖部尾缘处附面层较厚并伴随有分离现象,使得下游叶片来流发生较大畸变。 展开更多

关键词 对转技术+ 压气机 数值仿真 试验研究

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附面层抽吸对叶栅表面分离流动控制的实验研究 被引量：11

9

作者 刘波 项效镕 +1 位作者 南向谊 陈云永 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期703-708,共6页

以某高亚声速叶栅风洞为实验平台,运用粒子成像测速仪(PIV)对平面叶栅吸力面进行了附面层抽吸试验研究。验证了附面层抽吸技术在附面层分离流动控制方面的可行性和有效性。通过与数值模拟结果的对比分析,验证了本试验测量结果的可靠性... 以某高亚声速叶栅风洞为实验平台,运用粒子成像测速仪(PIV)对平面叶栅吸力面进行了附面层抽吸试验研究。验证了附面层抽吸技术在附面层分离流动控制方面的可行性和有效性。通过与数值模拟结果的对比分析,验证了本试验测量结果的可靠性。通过对不同抽吸位置处抽吸效果的研究表明:在同一抽气量下,合适的抽吸位置是控制附面层分离的重要因素。当抽吸位置处于分离起始点与严重分离区之间时,附面层分离才能够得到明显的抑制,流场结构得到显著的改善。 展开更多

关键词 粒子成像测速仪 叶栅 附面层抽吸+ 数值仿真 抽吸位置+

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高空低雷诺数二维抗分离叶型研究 被引量：9

10

作者 刘波 侯为民 项效镕 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期703-706,共4页

在高空、低速、低雷诺数下,进行具有较强抗分离能力的新叶型研究,探索叶型设计的新概念和新方法,并发展相应的低雷诺数压气机叶片二维设计技术是十分关键的。文中进行了低雷诺数条件下二维压气机叶栅流场计算与对比,在探索高空、低速、... 在高空、低速、低雷诺数下,进行具有较强抗分离能力的新叶型研究,探索叶型设计的新概念和新方法,并发展相应的低雷诺数压气机叶片二维设计技术是十分关键的。文中进行了低雷诺数条件下二维压气机叶栅流场计算与对比,在探索高空、低速、低雷诺数对压气机叶型性能影响的基础上,以发展适应低雷诺数流动,具有较强抗分离能力的新叶型为最终目标,进行叶型设计新理论和新方法的探索,为最终突破低雷诺数下叶型设计的关键技术提供了可行的途径,并为三维叶片优化造型打下了基础。 展开更多

关键词 风扇/压气机 低雷诺数 叶型设计 流场计算

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轴流压气机转子叶片表面静压分布实验 被引量：3

11

作者 王庆伟 刘波 +2 位作者 薄相峰 项效镕 侯为民 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期611-616,共6页

在低速轴流压气机转子叶片吸力面50%叶高沿轴向埋入5个Kulite动态压力传感器,并采用固定在压气机转轴上一种新型可存储的数据采集器记录数据,对近设计点和2 kr/min转速不同流量工况条件下转子叶片表面静压进行了实验测量,并与CFD数值模... 在低速轴流压气机转子叶片吸力面50%叶高沿轴向埋入5个Kulite动态压力传感器,并采用固定在压气机转轴上一种新型可存储的数据采集器记录数据,对近设计点和2 kr/min转速不同流量工况条件下转子叶片表面静压进行了实验测量,并与CFD数值模拟结果进行了对比。结果表明,除近失速点外,叶片表面静压实验测量值与计算结果吻合较好,说明所采用的的测量方法是成功的,测量结果是可靠的;在近失速工况,实验值与计算结果差值较大,主要是由试验台振动所引起的实验误差和CFD数值计算对近失速点工况流场模拟得不够准确所导致的。 展开更多

关键词 轴流压气机 压气机叶片 压力分布 压力测量 压力系数

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基于神经网络的智能叶片优化设计系统的研究 被引量：3

12

作者 靳军 刘波 +2 位作者 南向谊 陈云永 项效镕 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第15期1859-1862,共4页

为给叶轮机械叶片设计人员提供一个操作灵活、专业性强、功能齐全的叶片设计软件,应用神经网络技术开发了一套具有智能化功能的叶片优化设计系统。利用某三级轴流压气机静子叶片2以及某两级风扇压气机转子叶片2的叶片优化改型设计对软... 为给叶轮机械叶片设计人员提供一个操作灵活、专业性强、功能齐全的叶片设计软件,应用神经网络技术开发了一套具有智能化功能的叶片优化设计系统。利用某三级轴流压气机静子叶片2以及某两级风扇压气机转子叶片2的叶片优化改型设计对软件进行了验证,优化设计前后两个叶片流场气动性能的对比分析结果表明,该软件界面友好,功能齐全,具有一定的智能功能,能够满足叶片设计以及优化设计的基本要求。 展开更多

关键词 神经网络 叶片 优化设计 软件开发

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双级对转压气机叶型优化研究 被引量：4

13

作者 王雷 刘波 +1 位作者 项效镕 王庆伟 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2010年第7期886-890,共5页

基于商业软件NUMECA的全三维优化设计平台Design3D对某对转压气机的转子1叶片进行了全三维叶片优化设计。优化目标是在控制流量和总压比的情况下,提高其等熵效率。结果表明,转子1工况点效率提升了0.6%,对转压气机整机效率提高近1.5%,总... 基于商业软件NUMECA的全三维优化设计平台Design3D对某对转压气机的转子1叶片进行了全三维叶片优化设计。优化目标是在控制流量和总压比的情况下,提高其等熵效率。结果表明,转子1工况点效率提升了0.6%,对转压气机整机效率提高近1.5%,总压比也略有增加。通过流场分析看出优化叶片性能的提高主要是源于中高部叶展高马赫数区的增加,以及尾迹损失的较小。 展开更多

关键词 对转 压气机 叶型优化 流场分析

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大流量多级轴流压气机性能及流场分析 被引量：5

14

作者 马聪慧 刘波 +2 位作者 陈云永 项效镕 靳军 《汽轮机技术》 北大核心 2008年第3期165-168,共4页

以某型17级大流量轴流压气机为研究对象,运用全三维黏性数值模拟的方法对设计点处性能和流场参数进行了研究。通过该压气机加功量、绝热效率、压比、反力度在各级的分布情况,分析了大流量多级轴流压气机的设计特点。在性能参数的分析中... 以某型17级大流量轴流压气机为研究对象,运用全三维黏性数值模拟的方法对设计点处性能和流场参数进行了研究。通过该压气机加功量、绝热效率、压比、反力度在各级的分布情况,分析了大流量多级轴流压气机的设计特点。在性能参数的分析中,发现第7级存在加功量、绝热效率、总压比偏低,反力度偏高的问题,通过三维流场分析,提出了改进建议。 展开更多

关键词 大流量轴流压气机 三维数值模拟 设计特点

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弹用涡轮喷气发动机离心压气机数值研究 被引量：1

15

作者 陈云永 刘波 +1 位作者 马聪慧 项效镕 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2007年第5期149-152,共4页

以数值模拟的方式对某高转速弹用涡喷发动机离心压气机改型后内部三维流场进行了详细的数值模拟,得到相应的特性曲线与主要的参数分布。计算结果的分析表明,在设计点其结果与设计值基本吻合;在堵塞状态时径向扩压器和轴向扩压器中都存... 以数值模拟的方式对某高转速弹用涡喷发动机离心压气机改型后内部三维流场进行了详细的数值模拟,得到相应的特性曲线与主要的参数分布。计算结果的分析表明,在设计点其结果与设计值基本吻合;在堵塞状态时径向扩压器和轴向扩压器中都存在不同程度的分离,尤其是轴向扩压器中分离现象更为严重,这些都造成了不同程度的气流损失,导致了效率的降低;数值计算结果对进一步改进设计此类压气机有一定参考价值。 展开更多

关键词 数值模拟 离心压气机 流场分析 特性

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高负荷对转压气机尾迹涡级间迁移影响因素研究 被引量：1

16

作者 徐强仁 马英群 +2 位作者 叶树波 项效镕 赵庆军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2737-2745,共9页

为探究高负荷对转压气机上游转子尾迹脱落涡级间迁移的影响因素,截取高负荷对转压气机60%叶高叶型,保持叶型几何、总压比不变的前提下,分别取12%,20%,25%,30%,35%,45%下游转子弦长的轴向间隙进行了非定常数值模拟。研究发现,在每个轴向... 为探究高负荷对转压气机上游转子尾迹脱落涡级间迁移的影响因素,截取高负荷对转压气机60%叶高叶型,保持叶型几何、总压比不变的前提下,分别取12%,20%,25%,30%,35%,45%下游转子弦长的轴向间隙进行了非定常数值模拟。研究发现,在每个轴向间隙下,尾迹脱落涡迁移至下游转子前缘平面的周向位置均不随时间发生变化;当轴向间隙改变时,尾迹脱落涡迁移路径随之发生变化。基于理论分析和数学推导,建立了高负荷对转压气机尾迹脱落涡级间迁移轨迹的无量纲准则关系式,并结合通流计算与激波模型,发展了预估上游转子尾迹脱落涡迁移轨迹的方法,为设计阶段考虑非定常效应提供指导。 展开更多

关键词 对转压气机 尾迹涡 级间 非定常 高负荷

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