冲压发动机燃烧室超声速来流横向喷雾轨迹预测模型及动态特性分析研究

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作者 王梓成 胡斌 +4 位作者 王中豪 王藤 石强 雒伟伟 赵庆军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期132-144,共13页

为探究超声速来流下圆柱横向射流轨迹及喷雾动态特性,在宽来流马赫数(Ma=1.50,2.02,3.09)条件下开展了不同喷嘴直径与喷注压力的煤油喷雾试验,通过纹影系统捕捉射流图像并进行外边界拟合与频谱分析。建立了考虑射流前激波效应的穿透深... 为探究超声速来流下圆柱横向射流轨迹及喷雾动态特性,在宽来流马赫数(Ma=1.50,2.02,3.09)条件下开展了不同喷嘴直径与喷注压力的煤油喷雾试验,通过纹影系统捕捉射流图像并进行外边界拟合与频谱分析。建立了考虑射流前激波效应的穿透深度预测模型,最大与平均相对误差较先前的预测模型分别下降约36%和19.1%。通过快速傅里叶变换分析,发现喷雾所受扰动以低频波为主,同时伴有时间特征较为复杂的波动。本征正交分解分析结果证明,喷雾表面同时存在高低频扰动,但低频波占据主导地位,高频波能量较低可被忽略,对应了快速傅里叶变换分析结果;低频波频率与来流有效韦伯数有关,有效韦伯数增大会使波长减小,当喷雾前端的来流速度差别较小时,频率就会增大。 展开更多

关键词 冲压发动机 燃烧室 燃料喷注 超声速来流 射流轨迹预测 喷雾动态特性 本征正交分解

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周向畸变下轴流压气机的失速预警方法研究及应用 被引量：9

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作者 刘洋 李继超 +2 位作者 杜娟 张宏武 聂超群 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1967-1974,共8页

为了探究进气畸变条件下轴流压气机的有效失速预警方法并将其应用于主动控制系统中,在一台低速单转子轴流压气机上对均匀进气和周向畸变条件下的失速预警方法进行了实验研究。实验通过在进口布置高度可调节的插板来产生不同强度的周向畸... 为了探究进气畸变条件下轴流压气机的有效失速预警方法并将其应用于主动控制系统中,在一台低速单转子轴流压气机上对均匀进气和周向畸变条件下的失速预警方法进行了实验研究。实验通过在进口布置高度可调节的插板来产生不同强度的周向畸变,并通过在转子叶顶布置的动态压力传感器测得非定常压力信号,运用自相关、互相关和均方根算法对其进行分析,比较了周向畸变下三种失速预警方法的可靠性。分析结果表明:只有传感器安装在畸变区时自相关和均方根分析才有效;互相关分析不依赖于传感器的安装位置,在畸变区和非畸变区均能有效感受到畸变的影响,且互相关系数随着周向畸变的产生或消失相应地下降或上升,因此在周向畸变下互相关分析为更有效的失速预警方法;最后在基于互相关分析的基础上对该单转子轴流压气机实施了喷气主动控制应用,在24.75%畸变强度条件下,主动喷气能取得9.32%的失速裕度改善,与定常喷气相比,获得几乎相等的失速裕度改善的同时节省了约40%的喷气量。 展开更多

关键词 轴流压气机 进气畸变 失速预警 主动控制 喷气

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基于高光谱技术的甲烷层流预混火焰自由基特性研究 被引量：2

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作者 王岩 王宝瑞 王岳 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2403-2410,共8页

高光谱技术提供了空间和光谱维度的信息,同时基于传统黑体模型的实验技术和计算方法不适用于甲烷火焰的辐射特性,而火焰中自由基的高光谱信息反映了火焰结构、组分浓度分布等燃烧的多方面特征,能够为燃烧模型的完善提供依据。利用高光... 高光谱技术提供了空间和光谱维度的信息,同时基于传统黑体模型的实验技术和计算方法不适用于甲烷火焰的辐射特性,而火焰中自由基的高光谱信息反映了火焰结构、组分浓度分布等燃烧的多方面特征,能够为燃烧模型的完善提供依据。利用高光谱技术在不同当量比和不同流量下研究了甲烷预混火焰中自由基的空间和光谱特性。对不同当量比的研究表明,随着当量比的增加,火焰中心处的CH^(*)和C_(2)^(*)自由基的辐射强度先增加后降低,而燃烧区域内二者的平均辐射强度一直增加,火焰中心处的点可以表征局部的燃烧状态,而燃烧区域内辐射均值表征热释率等整体燃烧状态,定量给出了两种方法的不同趋势。火焰中心处的CH自由基辐射强度在当量比为1.01时达到峰值,而C自由基辐射强度在当量比为1.12时达到峰值,两种自由基的辐射峰值可以分别作为燃烧中反应强度和稳定性的判据。当量比可以由C_(2)^(*)和CH^(*)辐射强度之比来表征,修正了C_(2)^(*)/CH^(*)和当量比的线性关系,提出应使用燃烧区域内C_(2)^(*)和CH^(*)的平均辐射强度之比,并提出了该比值与当量比的二次关系。利用高光谱技术生成了燃烧区域内C_(2)^(*)/CH^(*)的云图,得到了详细的空间信息,当量比大于1时,首次在火焰面附近发现了明显的过渡区,体现了高光谱技术的优势。对当量比保持不变情况下的不同流量的研究表明,随着流量的增加,火焰高度增加,而火焰顶部和火焰中心的自由基的浓度分布基本不发生变化,揭示了实验工况下流动的特征时间远小于化学反应特征时间,化学反应过程未受到明显影响。应用高光谱较好的识别出了火焰中的多种自由基,研究了甲烷层流预混火焰中自由基辐射特性及其随着不同当量比和流量变化的趋势,对燃烧现象和机理的认识具有重要意义。 展开更多

关键词 高光谱技术 甲烷燃烧 层流预混 自由基 辐射强度

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空气涡轮火箭发动机起动过程推进剂供应及尾喷管面积变化规律研究 被引量：1

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作者 赵巍 刘蕾 +2 位作者 胡斌 李龙婷 赵庆军 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期179-187,共9页

为了认识固体推进剂空气涡轮火箭发动机推进剂供应快慢和尾喷管面积变化对发动机起动过程产生的影响,采用容积法建立了考虑工质变比热及化学平衡的发动机动态模型,通过给定不同的推进剂供应速率、尾喷管喉部面积大小及尾喷管喉部面积随... 为了认识固体推进剂空气涡轮火箭发动机推进剂供应快慢和尾喷管面积变化对发动机起动过程产生的影响,采用容积法建立了考虑工质变比热及化学平衡的发动机动态模型,通过给定不同的推进剂供应速率、尾喷管喉部面积大小及尾喷管喉部面积随转速变化速率,模拟了发动机各工况下的起动过程,对比分析了这些参数对发动机起动时间、共同工作线位置的影响规律。研究发现,增加推进剂供应速率会使发动机起动时间降低,但压气机更接近喘振边界,当尾喷管喉部面积较小时,尾喷管会出现壅塞现象,导致压气机喘振。在此基础上,给出了采用较快推进剂供应速率和尾喷管喉部面积随转速升高而增大相结合的调节方法,使压气机在避免喘振的同时远离堵塞边界,实现了发动机的快速安全起动。 展开更多

关键词 空气涡轮火箭发动机 起动过程 压气机喘振 尾喷管喉部面积

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航空发动机燃烧室光学可视模型试验件及其流场测量研究进展 被引量：5

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作者 王于蓝 范雄杰 +5 位作者 高伟 刘存喜 杨金虎 刘富强 穆勇 徐纲 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期18-33,共16页

航空发动机燃烧室内的燃烧组织是高温高压受限空间内多级旋流复杂流场结构的气动、燃油雾化、蒸发、油气混合和燃烧化学反应多场耦合过程,而其流场特性影响雾化和燃烧过程,从而对燃烧室的燃烧性能具有决定性影响。对燃烧室内复杂强旋流... 航空发动机燃烧室内的燃烧组织是高温高压受限空间内多级旋流复杂流场结构的气动、燃油雾化、蒸发、油气混合和燃烧化学反应多场耦合过程,而其流场特性影响雾化和燃烧过程,从而对燃烧室的燃烧性能具有决定性影响。对燃烧室内复杂强旋流流场组织机理的认识和高精度测试一直是发动机燃烧室研制过程中的难点之一。本文针对光学可视模型燃烧室试验件设计方法及典型发动机燃烧室的流场组织机理和特性进行总结,希望给发动机燃烧室研制过程中光学模型燃烧室试验件的设计提供一定的借鉴,深刻认识目前两类典型的传统旋流杯模型燃烧室和基于分区分级耦合燃烧技术的新型燃烧室的流场特性,促进航空发动机燃烧室的研制。 展开更多

关键词 航空发动机 旋流流场 流场结构 光学可视模型燃烧室试验件 光学诊断

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点火位置对中心分级燃烧室点火过程影响的研究 被引量：4

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作者 王凯兴 刘富强 +4 位作者 范雄杰 刘存喜 杨金虎 穆勇 徐纲 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期233-242,共10页

燃烧室点火可靠性关系到发动机的整体性能,而点火位置对点火结果具有较大的影响。为此,对点火位置在回流区边缘中游的点火过程进行实验研究,对冷态流场和燃烧过程进行数值模拟并与实验结果对比,验证了数值模拟的准确性,研究了不同点火... 燃烧室点火可靠性关系到发动机的整体性能,而点火位置对点火结果具有较大的影响。为此,对点火位置在回流区边缘中游的点火过程进行实验研究,对冷态流场和燃烧过程进行数值模拟并与实验结果对比,验证了数值模拟的准确性,研究了不同点火位置的火焰传播过程。结果表明,点火初始时刻,在流场的作用下,火核首先在燃油浓度较高的周向进行传播,同时在流场的作用下沿轴向向燃烧室下游传播,最终在回流区的作用下运动至燃烧室头部。当点火位置位于回流区中上游时,点火成功的关键是火焰传播到靠近头部燃油浓度较高的区域,而点火位置位于回流区下游时,其点火成功的关键是火焰传播到燃烧室中心位置并具有较高的能量。最佳点火位置位于回流区边缘的中游位置。 展开更多

关键词 燃烧室 点火 火焰传播 数值模拟 点火位置

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高温高速气流中航空煤油横向射流实验研究 被引量：4

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作者 王晓洁 王少林 +5 位作者 王凯兴 潘剑锋 刘舆帅 刘存喜 穆勇 徐纲 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期97-107,共11页

横向射流是航空发动机加力燃烧室中常见的煤油掺混组织方式。本文使用激光诱导荧光(PLIF)技术,在加力燃烧室的工况条件下,对航空煤油横向射流过程进行测量,研究了液气动量比、气体雷诺数、气体韦伯数对射流深度的影响。通过自编程序对煤... 横向射流是航空发动机加力燃烧室中常见的煤油掺混组织方式。本文使用激光诱导荧光(PLIF)技术,在加力燃烧室的工况条件下,对航空煤油横向射流过程进行测量,研究了液气动量比、气体雷诺数、气体韦伯数对射流深度的影响。通过自编程序对煤油PLIF结果进行处理,获取了横向射流的射流深度。进行了空气来流温度303~1100K,气流速度100~300m/s,液气动量比9~843,气体雷诺数357~4863,气体韦伯数61~716内射流深度的测量。结果表明,射流深度随动量比的增加而显著增大;气体雷诺数的增加增强了动量比对射流深度的影响;射流深度随气体雷诺数的增加而增大,但增大程度随气体雷诺数的增加而减小;射流深度随着气体韦伯数的增加而减小,但气体韦伯数对射流深度的影响相对次要。通过对实验数据的拟合,获得了无量纲射流深度关于无量纲轴向距离、动量比、雷诺数以及韦伯数的经验公式。 展开更多

关键词 航空发动机 横向射流 穿透深度 航空煤油 加力燃烧室

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两级旋流器径向间距对贫油直喷分级燃烧室流场和雾化影响的实验研究 被引量：3

8

作者 蔡延青 杨晓丽 +6 位作者 王凯兴 刘富强 冷先银 王少林 刘存喜 穆勇 徐纲 《实验流体力学》 CSCD 北大核心 2023年第6期15-24,共10页

主燃级旋流器与预燃级旋流器之间的径向间距是贫油直喷分级燃烧室一个非常重要的结构参数。本文利用粒子图像测速、平面激光PMie散射和粒径测量技术对3种不同径向间距条件下的流场和雾化特性进行实验研究。结果表明:在常温常压下,随着主... 主燃级旋流器与预燃级旋流器之间的径向间距是贫油直喷分级燃烧室一个非常重要的结构参数。本文利用粒子图像测速、平面激光PMie散射和粒径测量技术对3种不同径向间距条件下的流场和雾化特性进行实验研究。结果表明:在常温常压下,随着主/预燃级径向间距的增大,中心回流区由前窄后宽向前后宽度相同转变,两级间回流区不断增大;预燃级燃油锥角受径向间距影响较小,在空气压降的影响下,主燃级直喷燃油射流由向主燃级区域偏转转为向预燃级区域偏转,主油路雾化效果变差。主/预燃级径向间距为20 mm时,主油路和副油路都能获得较好的雾化效果。 展开更多

关键词 中心分级 贫油直喷 流场 旋流 雾化特性

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高压储氢容器研究进展 被引量：49

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作者 李建 张立新 +2 位作者 李瑞懿 杨啸 张挺 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1835-1844,共10页

介绍了几种高压气态储氢容器,包括高压储氢气瓶、高压复合储氢罐和玻璃储氢容器。高压储氢气瓶包括全金属气瓶和纤维复合材料缠绕气瓶,其具有充放氢简单、氢气浓度高等优点,是目前唯一商业使用的高压储氢容器。高压复合储氢罐是通过储... 介绍了几种高压气态储氢容器,包括高压储氢气瓶、高压复合储氢罐和玻璃储氢容器。高压储氢气瓶包括全金属气瓶和纤维复合材料缠绕气瓶,其具有充放氢简单、氢气浓度高等优点,是目前唯一商业使用的高压储氢容器。高压复合储氢罐是通过储氢材料存储氢气实现固态储氢,并在粉体材料之间的空隙也参与储氢,实现气-固混合储氢,具有体积储氢密度大、充氢速度快、低温下工作性能好等优点。玻璃储氢容器包括空心玻璃微球和玻璃毛细管阵列,是一种新型的高压储氢容器,其具有质量体积密度高、安全性好、成本低、无氢脆现象等优点,有望与燃料电池组合应用于各种移动电子设备。目前相关理论研究已证明了其有作为储氢容器的潜力,但由于其相关配套等器件还不完善,离商业化应用还有一段距离。本文比较了几种商用的高压储氢气瓶性能,重点介绍了玻璃储氢容器的储氢机理、技术现状及相关研究,并对几种储氢容器未来的技术研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 高压气态储氢 高压气瓶 空心玻璃微球 玻璃毛细管阵列

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非旋空气对分级贫油直喷燃烧室流动和雾化影响的实验研究 被引量：1

10

作者 莫仪然 蔡延青 +4 位作者 刘富强 王凯兴 刘存喜 穆勇 徐纲 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期152-161,共10页

针对中心分级贫油直接喷射燃烧室头部,采用粒子图像测速技术、平面激光Mie散射技术以及粒径测量技术,对比研究了非旋流空气与旋流空气四种不同的进气比例对燃烧室流动特性、喷雾特性以及燃油粒径分布特征的影响。研究发现:在常温常压状... 针对中心分级贫油直接喷射燃烧室头部,采用粒子图像测速技术、平面激光Mie散射技术以及粒径测量技术,对比研究了非旋流空气与旋流空气四种不同的进气比例对燃烧室流动特性、喷雾特性以及燃油粒径分布特征的影响。研究发现:在常温常压状态,随着非旋流空气比例的增高,中心回流区不断缩小直至消失,预燃级燃油锥角不断减小,雾化受到阻碍,主燃级射流由向主燃级偏转逐渐转为向预燃级偏转,主油破碎效果先恶化后优化。在旋流器压降为1%和2%工况下,非旋流空气对两级燃油雾化均有抑制作用,随着非旋流空气比例的升高,空气对两级燃油雾化的阻碍作用呈现先增强后削弱的趋势,在压降为3.3%工况,非旋流空气比例对燃油雾化的影响较小。结果表明:非旋流空气与旋流空气比例为1∶2时,能够得到较为良好的流场结构、燃油分布和雾化效果,综合性能较好,是最优方案。 展开更多

关键词 燃烧室 旋流 中心分级 贫油直接喷射 雾化特性

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高负荷跨声速涡轮转子叶顶激波系结构及其对热流分布影响的数值研究 被引量：1

11

作者 高一鸣 隋秀明 +3 位作者 李广超 佟鑫 赵巍 赵庆军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期66-74,共9页

叶顶泄漏流动会增强叶顶换热,为防止高负荷跨声速转子叶顶烧蚀,本文采用数值方法研究了某高负荷跨声速转子叶顶激波系结构及其对叶顶热流分布的影响,为跨声速转子叶顶的冷却设计提供参考。结果表明:在叶顶间隙压力侧出现分离泡,高马赫... 叶顶泄漏流动会增强叶顶换热,为防止高负荷跨声速转子叶顶烧蚀,本文采用数值方法研究了某高负荷跨声速转子叶顶激波系结构及其对叶顶热流分布的影响,为跨声速转子叶顶的冷却设计提供参考。结果表明:在叶顶间隙压力侧出现分离泡,高马赫数气流流经分离泡后的折转产生了较强斜激波,该斜激波干涉导致机匣边界层出现分离,分离泡上下游的两个折转产生了两条反射激波。受两条反射激波影响,叶顶边界层增厚导致叶顶出现两道紧密的低热流条带;沿着流动方向,分离泡下游激波强度逐渐增大导致机匣边界层分离程度加剧,边界层分离产生的前后折转程度随之增大,导致两条反射激波强度增大,引起叶顶条带热流进一步降低。当涡轮级膨胀比大于2.0时,受超音堵塞影响,亚声速区域的马赫数基本不受膨胀比变化的影响,叶顶热流分布也基本不变;在超声速区域,随着膨胀比的减小,叶顶间隙内斜激波先出现强度增大,再转为正激波的现象,以实现逐渐升高的静压升,叶顶条带热流随之出现先减小后增大的现象。当涡轮级膨胀比降低至1.5时,叶顶间隙内激波结构完全消失,叶顶受分离再附着影响,呈现出较高热流分布。 展开更多

关键词 航空发动机 跨声速涡轮 涡轮叶顶 激波结构 传热特性 变工况

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基于表面热膜测试的低速风扇附面层流动研究 被引量：1

12

作者 周仕佶 周创鑫 +1 位作者 赵胜丰 韩戈 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期257-264,共8页

压气机转子叶片表面附面层分离/再附、转捩机制较为复杂,数值模拟方法受到了极大的限制,因此需要新的试验技术测量旋转状态下转子叶片表面附面层的发展状态。本文采用表面热膜测试技术对某风扇叶片表面附面层分离/再附、转捩等流动现象... 压气机转子叶片表面附面层分离/再附、转捩机制较为复杂,数值模拟方法受到了极大的限制,因此需要新的试验技术测量旋转状态下转子叶片表面附面层的发展状态。本文采用表面热膜测试技术对某风扇叶片表面附面层分离/再附、转捩等流动现象进行了试验研究,获得了旋转状态下风扇叶片表面的准壁面剪切应力。试验结果表明,在上游尾迹周期性扫掠的作用下,叶片表面附面层转捩、再附点提前,分离泡范围减小。表面热膜测试技术可较为准确地捕捉旋转叶片表面附面层的转捩、再附点,为旋转状态下转子表面附面层的流动测量提供了一种解决途径。 展开更多

关键词 压气机 风扇 转子 表面热膜 低速 转捩 试验 附面层

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涡轮叶片双层干摩擦阻尼器减振特性研究 被引量：1

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作者 满吉鑫 高庆 +1 位作者 曾武 邱欣可 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第21期238-245,共8页

研究了某型燃气轮机双层干摩擦阻尼结构对涡轮叶片减振效果的影响。首先,将干摩擦阻尼接触局部滑动模型进行拓展,建立整体-局部统一滑动模型;其次,对摩擦力-位移曲线进行仿真,得到不同滑动阶段的迟滞回曲线,并利用等效线性化方法和一次... 研究了某型燃气轮机双层干摩擦阻尼结构对涡轮叶片减振效果的影响。首先,将干摩擦阻尼接触局部滑动模型进行拓展,建立整体-局部统一滑动模型;其次,对摩擦力-位移曲线进行仿真,得到不同滑动阶段的迟滞回曲线,并利用等效线性化方法和一次谐波平衡法计算得到阻尼装置等效刚度和阻尼;最后,建立涡轮叶片双层阻尼结构有限元模型,分析阻尼结构关键参数对叶片振动响应的影响。结果表明,双层阻尼结构减振效果比单层阻尼结构更具优势,双层阻尼结构使得系统在更小的正压力下达到更好的减振效果,且外激励在较大变化范围内叶片响应峰值维持在较低的水平。 展开更多

关键词 减振 滑动模型 迟滞回曲线 一次谐波平衡法

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低雷诺数下前缘形状耦合压力梯度调控附面层机理研究

14

作者 徐华锋 王名扬 +2 位作者 赵胜丰 韩戈 罗乔丹 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期206-216,共11页

为深入了解低雷诺数下增压级正交叶片叶型表面的流动特性,发展高效的附面层调控策略,以高负荷增压级正交叶片某一截面处的叶型为研究对象,通过高精度参数化方法对该叶型进行改型设计。利用数值模拟手段,研究了低Re(Re=1.0×105)下... 为深入了解低雷诺数下增压级正交叶片叶型表面的流动特性,发展高效的附面层调控策略,以高负荷增压级正交叶片某一截面处的叶型为研究对象,通过高精度参数化方法对该叶型进行改型设计。利用数值模拟手段,研究了低Re(Re=1.0×105)下层流分离及转捩对不同叶型的响应特性,阐明了前缘形状及叶片压力梯度对典型增压级叶型附面层发展的调控机制。结果表明:前缘压力尖峰和前加载压力梯度分布均能够有效抑制低Re下分离泡发展,消弱近壁区回流强度,将设计工况点叶型损失分别降低12.4%和12.5%,同时拓宽了低损失攻角范围;前缘压力尖峰耦合前加载压力梯度分布同时继承了上述优点,能够更大限度地提升低雷诺数下叶型的气动性能。相比于原始叶型,设计工况点叶型损失降低18.9%。该研究结果为低Re下增压级叶型的气动设计和流动调控提供有益借鉴。 展开更多

关键词 低雷诺数 增压级 前缘压力尖峰 载荷分布 附面层

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表面微沟槽对压气机叶栅气动性能的影响 被引量：2

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作者 耿少娟 周一帆 +1 位作者 李鑫龙 李智慧 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第7期279-287,294,共10页

为减小叶型损失,在压气机叶栅叶片表面布置沿流向的对称V形微沟槽,采用数值模拟方法研究了沟槽宽度和顶角、沟槽间隔、沟槽覆盖范围、进口湍流度以及来流马赫数对叶栅气动性能的影响。结果表明,总压损失降低主要由吸力面沟槽产生,合理... 为减小叶型损失,在压气机叶栅叶片表面布置沿流向的对称V形微沟槽,采用数值模拟方法研究了沟槽宽度和顶角、沟槽间隔、沟槽覆盖范围、进口湍流度以及来流马赫数对叶栅气动性能的影响。结果表明,总压损失降低主要由吸力面沟槽产生,合理匹配沟槽几何参数、覆盖范围以及来流条件,可实现较优的减损效果。对吸力面局部带沟槽结构,相同冲角下无间隔沟槽的减损效果优于有间隔沟槽的减损效果,当无间隔沟槽顶角度为60°时减损效果最优;相同沟槽结构的减损效果与冲角相关。来流湍流度增加使得相同冲角下光滑叶片和带沟槽叶片的总压损失增大,相同沟槽结构在同一冲角下的减损效果及最优减损效果对应的冲角受来流湍流度影响。冲角不变时相同沟槽结构的减损效果随来流马赫数增大整体呈下降趋势,最佳减损效果对应的无量纲沟槽宽度和具有减损效果的无量纲沟槽宽度范围不同。当保持沟槽无量纲宽度不变和沟槽其它参数不变时,不同来流马赫数条件下的最佳减损效果及其对应的冲角不同,较低来流马赫数条件下最佳减损效果更突出。微沟槽能够减小壁面平均剪切应力和湍动能,降低湍流边界层损失,同时能够推迟边界层流动分离,使得叶型损失降低。 展开更多

关键词 表面微沟槽 边界层损失 湍流度 来流马赫数 压气机叶栅 数值模拟

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轮廓度误差对超声速压气机叶栅气动性能的影响 被引量：2

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作者 陈卓远 耿少娟 +2 位作者 刘帅鹏 刘稼昊 刘海龙 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第2期197-206,共10页

[目的]旨在评估轮廓度误差对压气机气动性能的影响,并为叶片鲁棒性设计提供参考。[方法]建立单峰值轮廓度误差分布数学模型,采用数值模拟方法,研究压力面和吸力面不同轮廓度组合误差对超声速压气机平面叶栅气动性能的影响。[结果]结果表... [目的]旨在评估轮廓度误差对压气机气动性能的影响,并为叶片鲁棒性设计提供参考。[方法]建立单峰值轮廓度误差分布数学模型,采用数值模拟方法,研究压力面和吸力面不同轮廓度组合误差对超声速压气机平面叶栅气动性能的影响。[结果]结果表明:吸力面轮廓度误差分布是影响叶栅总压损失的关键因素,随着吸力面轮廓度峰值误差位置向下游移动,总压损失系数逐渐降低;压力面和吸力面误差分布对气流折转角和静压升系数的影响趋势相反。对较低来流马赫数的叶栅,吸力面误差对气流折转角和静压升均起主导作用;对较高来流马赫数的叶栅,压力面误差对气流折转角和静压升影响明显。激波位置和激波强度、激波后扩张通道的流道型线综合决定了叶片表面和叶栅流道内的流动状态,使得近吸力面侧流动损失增大,近压力面侧流动损失减小,其综合效果决定了叶栅损失、气流折转角和静压升的变化。[结论]结果对指导跨声速压气机设计、加工和超差审理均具有重要意义。 展开更多

关键词 轴流压气机 超声速叶栅 轮廓度误差 误差精度 误差分布 气动性能

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转子叶片加工误差对1.5级跨声速压气机气动性能的影响 被引量：12

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作者 耿少娟 张小玉 +3 位作者 丁林超 王文涛 卞祥德 石书成 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期139-148,共10页

压气机叶片加工误差不可避免,将在一定程度上影响压气机的气动性能。为研究叶片加工误差对跨声速压气机气动性能的影响,以燃气轮机进口1.5级跨声速压气机为对象,通过三坐标测量跨声速转子叶片叶型数据,获得了加工误差分布特征;针对实测... 压气机叶片加工误差不可避免,将在一定程度上影响压气机的气动性能。为研究叶片加工误差对跨声速压气机气动性能的影响,以燃气轮机进口1.5级跨声速压气机为对象,通过三坐标测量跨声速转子叶片叶型数据,获得了加工误差分布特征;针对实测转子叶片,采用三维CFD数值模拟方法,研究了轮廓度、位置度和扭转角综合误差对压气机转子和级特性线和流场参数的影响;针对转子叶型以轮廓度超差为主的特点,采用S2流面通流计算方法,在设计流量点研究了由轮廓度误差引起的转子叶型最大厚度变化对压气机转子和级性能的影响。结果表明,转子叶片加工误差对压气机堵塞流量、全流量范围内转子和级的压比和效率均有影响,同时改变转静子叶片排出口气流参数的径向分布规律,主要原因为激波位置和强度的变化;在设计流量点,转子和级的压比和效率的变化与最大厚度变化呈负相关趋势,厚度偏差越大性能变化幅度越大;对转子叶片,来流相对马赫数随叶片高度增加而增大,性能对叶型几何误差的敏感性增强,综合压比和效率的变化,中上部叶高范围的轮廓度公差要求应更严格。 展开更多

关键词 加工误差 轮廓度 跨声速压气机 气动性能 数值模拟

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基于直流辉光放电等离子体的气体压力传感器 被引量：8

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作者 李帆 罗海云 +1 位作者 杜娟 聂超群 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第15期3163-3171,共9页

研究了一种基于直流辉光放电等离子体原理的气体压力测量方法,设计了一种等离子体压力传感器,并对该传感器的放电维持电压与气压之间的关系进行了稳态及动态标定实验。稳态标定实验结果表明,50μm间隙适用于气压量程0.4~2.0atm(1atm=101... 研究了一种基于直流辉光放电等离子体原理的气体压力测量方法,设计了一种等离子体压力传感器,并对该传感器的放电维持电压与气压之间的关系进行了稳态及动态标定实验。稳态标定实验结果表明,50μm间隙适用于气压量程0.4~2.0atm(1atm=101325Pa),220μm适用于气压量程0.5~5.0atm,此时电流选取在3.0~5.0mA之间。动态标定实验在激波管实验台上进行,结果表明等离子体压力传感器和参考Endevco压阻式传感器的上升时间基本一致,均为1μs;且通过计算动态传递函数可得,该等离子体压力传感器及其电源、电子电路系统的固有频率为146.6kHz,未来可以为航空发动机、冲压发动机严苛高温环境及超高速流动中的高频压力脉动信息的获取提供支撑。 展开更多

关键词 辉光放电 等离子体 压力传感器 响应特征

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周向畸变条件下叶顶喷气对压气机失速特性的影响

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作者 卢绪祥 雷建伟 +3 位作者 李继超 宋权斌 刘洋 杜娟 《汽轮机技术》 北大核心 2021年第4期241-245,共5页

在低速单转子轴流压气机实验台上对周向畸变条件下叶顶喷气进行了实验研究,通过时域分析和一维连续小波方法分析了压气机失速先兆在周向、径向分布规律及失速先兆尺度变化情况。测量结果表明,均匀进气和25%畸变条件下施加3种喷气时,转... 在低速单转子轴流压气机实验台上对周向畸变条件下叶顶喷气进行了实验研究,通过时域分析和一维连续小波方法分析了压气机失速先兆在周向、径向分布规律及失速先兆尺度变化情况。测量结果表明,均匀进气和25%畸变条件下施加3种喷气时,转子出口失速先兆都在叶顶位置产生,50%和75%畸变条件下施加喷气量为0.29%和0.41%主流质量流量时,转子出口失速先兆位置发生变化,向叶中偏移。同时,对失速先兆尺度进行了分析,在均匀进气条件下时,随着喷气量的增加,失速先兆尺度不断增大,且类型发生变化,由突尖型失速先兆向长尺度型失速先兆转变,而周向畸变条件下进行叶顶喷气扩稳时,失速先兆都表现为长尺度型失速先兆。 展开更多

关键词 轴流压气机 周向畸变 叶顶喷气 失速先兆 尺度

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基于PI与无模型自适应控制结合的燃气轮机转速控制方法 被引量：13

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作者 邓望权 田震 +1 位作者 王子楠 肖波 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期399-407,共9页

针对燃气轮机转速控制问题,提出一种基于PI控制与数据驱动的无模型自适应控制结合的控制器设计。以建立的燃气轮机慢车速度以上模型为研究对象,在通过遗传算法整定出最优PI控制器参数的基础上,通过对传统PI控制器的积分环节与紧格式无... 针对燃气轮机转速控制问题,提出一种基于PI控制与数据驱动的无模型自适应控制结合的控制器设计。以建立的燃气轮机慢车速度以上模型为研究对象,在通过遗传算法整定出最优PI控制器参数的基础上,通过对传统PI控制器的积分环节与紧格式无模型自适应控制器的相似替换,使得控制器具有在线整定内部参数的优势,表现出更优的动态控制性能。仿真结果表明:所设计的基于PI与无模型自适应控制结合的控制器,较之基于遗传算法离线整定的最优PI控制器,在转速调整时具有更快的上升时间和调节时间,且对性能退化模型也能自适应地改善控制效果。该控制器设计基于PI控制进一步提高了控制品质,其自适应过程改善了系统的鲁棒性,基于PI结构的改进也具有工业应用前景。 展开更多

关键词 燃气轮机 控制器设计 遗传算法 PI控制 无模型自适应控制

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