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基于声学黑洞的声学迷宫结构的优化设计
1
作者
程祎博
王晓明
梅玉林
《振动与冲击》
北大核心
2025年第1期332-342,共11页
结合理论计算、有限元仿真和试验测量,研究了基于声学黑洞的声学迷宫结构的优化设计方法,给出了具有5.01和7.75个倍频程的小尺寸、宽频吸声结构。首先,基于传递矩阵法,建立声学黑洞的数学模型,计算声学黑洞的反射系数,并将理论计算结果...
结合理论计算、有限元仿真和试验测量,研究了基于声学黑洞的声学迷宫结构的优化设计方法,给出了具有5.01和7.75个倍频程的小尺寸、宽频吸声结构。首先,基于传递矩阵法,建立声学黑洞的数学模型,计算声学黑洞的反射系数,并将理论计算结果与有限元仿真结果进行对比。然后,基于声学黑洞的导纳变化规律,设计单、双旁支管声学迷宫结构,通过优化设计,实现迷宫结构和声学黑洞导纳的匹配。最后,基于声学迷宫结构导纳的匹配结果,应用模拟退火算法构造优化模型,获得了宽频吸声的小尺寸声学迷宫结构,并打印3D样件进行试验验证。研究结果表明:应用双旁支管声学迷宫代替声学黑洞管道中的环腔,经优化设计,旁支管迷宫和声学黑洞的导纳可以实现完美匹配,并可以在保持吸声性能不变的前提下,实现结构的小尺寸设计,优化后的结构有效吸声带宽是优化前的13.36倍,倍频程是优化前的3.64倍。
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关键词
声学黑洞
声学迷宫
传递矩阵
有限元
试验测量
反射系数
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职称材料
螺旋篦齿-刷式密封泄漏特性实验和数值研究
被引量：
6
2
作者
张元桥
李军
+5 位作者
马登骞
何院
计京津
孙博
李志刚
晏鑫
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第11期1-9,共9页
为探究刷丝束安装位置对螺旋篦齿-刷式密封泄漏流动特性的影响,基于多孔介质模型和计算流体动力学(CFD)技术,数值研究了刷丝束安装在螺旋篦齿上游或下游两种螺旋篦齿-刷式密封在不同压比(1~1.3)和转速(0~10000r/min)条件下的泄漏流动特...
为探究刷丝束安装位置对螺旋篦齿-刷式密封泄漏流动特性的影响,基于多孔介质模型和计算流体动力学(CFD)技术,数值研究了刷丝束安装在螺旋篦齿上游或下游两种螺旋篦齿-刷式密封在不同压比(1~1.3)和转速(0~10000r/min)条件下的泄漏流动特性。同时,在压比为1~1.3和转速为0~2000r/min的条件下,实验测量了刷丝束安装在螺旋篦齿上游的密封泄漏流动特性。在实验工况范围内,数值模拟得到的泄漏量和腔室压力与实验值吻合良好。结果表明:泄漏气流主要经刷丝束与转子间隙流入下游;相比刷丝束安装在下游,刷丝束安装在上游时的泄漏量及其对转速变化的敏感度更小。螺旋篦齿和转子环形台阶沿轴向交错排列,导致周向静压分布不均和下游压力高于上游压力;两种密封转子面静态气流作用力的x轴分量方向相反,y轴分量方向也相反,且相比刷丝束安装在下游,刷丝束安装在上游时静态气流作用力的x轴分量绝对值更大,而y轴分量绝对值更小;静态气流作用力的绝对值随压比升高而显著升高,对转速变化不敏感。
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关键词
螺旋篦齿-刷式密封
泄漏流动
实验测量
数值模拟
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职称材料
刷式篦齿组合密封性能试验研究
被引量：
7
3
作者
王晓燕
刘振侠
+3 位作者
力宁
胡廷勋
周坤
潘君
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第7期348-354,共7页
与传统篦齿密封相比,刷式密封作为一种新型密封装置,密封性能改善明显。但在高压差条件下,刷式密封的封严性能提升效果不明显。为满足航空发动机高压差高性能需求,本文设计一种刷式篦齿组合密封来提升刷式密封的综合封严性能。刷式密封...
与传统篦齿密封相比,刷式密封作为一种新型密封装置,密封性能改善明显。但在高压差条件下,刷式密封的封严性能提升效果不明显。为满足航空发动机高压差高性能需求,本文设计一种刷式篦齿组合密封来提升刷式密封的综合封严性能。刷式密封和刷式篦齿组合密封泄漏特性的仿真分析及对比试验结果表明,同工况条件下,刷式篦齿组合密封相比刷式密封,其泄漏量可减小34.7%~68.5%,封严性能更优异。因而,刷式篦齿组合密封为航空发动机高压差密封提供新的低成本途径,且结构紧凑、泄漏量低。
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关键词
刷式密封
篦齿密封
组合密封
泄漏特性
试验研究
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职称材料
题名
基于声学黑洞的声学迷宫结构的优化设计
1
作者
程祎博
王晓明
梅玉林
机构
大连理工大学机械工程学院
出处
《振动与冲击》
北大核心
2025年第1期332-342,共11页
基金
国家自然科学基金(51975083,51775080,11372059,11272073)。
文摘
结合理论计算、有限元仿真和试验测量,研究了基于声学黑洞的声学迷宫结构的优化设计方法,给出了具有5.01和7.75个倍频程的小尺寸、宽频吸声结构。首先,基于传递矩阵法,建立声学黑洞的数学模型,计算声学黑洞的反射系数,并将理论计算结果与有限元仿真结果进行对比。然后,基于声学黑洞的导纳变化规律,设计单、双旁支管声学迷宫结构,通过优化设计,实现迷宫结构和声学黑洞导纳的匹配。最后,基于声学迷宫结构导纳的匹配结果,应用模拟退火算法构造优化模型,获得了宽频吸声的小尺寸声学迷宫结构,并打印3D样件进行试验验证。研究结果表明:应用双旁支管声学迷宫代替声学黑洞管道中的环腔,经优化设计,旁支管迷宫和声学黑洞的导纳可以实现完美匹配,并可以在保持吸声性能不变的前提下,实现结构的小尺寸设计,优化后的结构有效吸声带宽是优化前的13.36倍,倍频程是优化前的3.64倍。
关键词
声学黑洞
声学迷宫
传递矩阵
有限元
试验测量
反射系数
Keywords
acoustic black hole
acoustic
labyrinth
structure
transfer matrix
finite element
experiment
al measurement
reflection coefficient
分类号
TH212 [机械工程—机械制造及自动化]
TH213.3 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
螺旋篦齿-刷式密封泄漏特性实验和数值研究
被引量：
6
2
作者
张元桥
李军
马登骞
何院
计京津
孙博
李志刚
晏鑫
机构
西安交通大学叶轮机械研究所
上海电气燃气轮机有限公司
出处
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第11期1-9,共9页
基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFB0601804)
国家自然科学基金资助项目(51776152)。
文摘
为探究刷丝束安装位置对螺旋篦齿-刷式密封泄漏流动特性的影响,基于多孔介质模型和计算流体动力学(CFD)技术,数值研究了刷丝束安装在螺旋篦齿上游或下游两种螺旋篦齿-刷式密封在不同压比(1~1.3)和转速(0~10000r/min)条件下的泄漏流动特性。同时,在压比为1~1.3和转速为0~2000r/min的条件下,实验测量了刷丝束安装在螺旋篦齿上游的密封泄漏流动特性。在实验工况范围内,数值模拟得到的泄漏量和腔室压力与实验值吻合良好。结果表明:泄漏气流主要经刷丝束与转子间隙流入下游;相比刷丝束安装在下游,刷丝束安装在上游时的泄漏量及其对转速变化的敏感度更小。螺旋篦齿和转子环形台阶沿轴向交错排列,导致周向静压分布不均和下游压力高于上游压力;两种密封转子面静态气流作用力的x轴分量方向相反,y轴分量方向也相反,且相比刷丝束安装在下游,刷丝束安装在上游时静态气流作用力的x轴分量绝对值更大,而y轴分量绝对值更小;静态气流作用力的绝对值随压比升高而显著升高,对转速变化不敏感。
关键词
螺旋篦齿-刷式密封
泄漏流动
实验测量
数值模拟
Keywords
helical-
labyrinth
-brush seal
leakage flow
experiment
al measurement
numerical simulation
分类号
TK474.7 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
刷式篦齿组合密封性能试验研究
被引量：
7
3
作者
王晓燕
刘振侠
力宁
胡廷勋
周坤
潘君
机构
西北工业大学动力与能源学院
中国航发湖南动力机械研究所
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第7期348-354,共7页
文摘
与传统篦齿密封相比,刷式密封作为一种新型密封装置,密封性能改善明显。但在高压差条件下,刷式密封的封严性能提升效果不明显。为满足航空发动机高压差高性能需求,本文设计一种刷式篦齿组合密封来提升刷式密封的综合封严性能。刷式密封和刷式篦齿组合密封泄漏特性的仿真分析及对比试验结果表明,同工况条件下,刷式篦齿组合密封相比刷式密封,其泄漏量可减小34.7%~68.5%,封严性能更优异。因而,刷式篦齿组合密封为航空发动机高压差密封提供新的低成本途径,且结构紧凑、泄漏量低。
关键词
刷式密封
篦齿密封
组合密封
泄漏特性
试验研究
Keywords
Brush seal
labyrinth
seal
Hybrid seal
Leakage characteristics
experiment
al study
分类号
TB42 [一般工业技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于声学黑洞的声学迷宫结构的优化设计
程祎博
王晓明
梅玉林
《振动与冲击》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
螺旋篦齿-刷式密封泄漏特性实验和数值研究
张元桥
李军
马登骞
何院
计京津
孙博
李志刚
晏鑫
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
刷式篦齿组合密封性能试验研究
王晓燕
刘振侠
力宁
胡廷勋
周坤
潘君
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
7
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职称材料
已选择
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参考文献
引证文献
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