冲压发动机高硅氧/酚醛燃烧室热防护层实验研究 被引量：5

1

作者 李志永 郑日恒 +2 位作者 李立翰 陈平 侯昊晟 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期76-80,共5页

高硅氧/酚醛树脂基复合材料具有成型工艺简单和成本低的特点,被广泛地应作固体火箭发动机的防热材料。为了探索高硅氧/酚醛树脂基复合材料应用于冲压发动机燃烧室被动热防护结构,对高硅氧/酚醛树脂基复合材料大尺度冲压发动机燃烧室热... 高硅氧/酚醛树脂基复合材料具有成型工艺简单和成本低的特点,被广泛地应作固体火箭发动机的防热材料。为了探索高硅氧/酚醛树脂基复合材料应用于冲压发动机燃烧室被动热防护结构,对高硅氧/酚醛树脂基复合材料大尺度冲压发动机燃烧室热防护层进行了实验研究。研究结果表明,冲压发动机燃烧室热防护层能工作到300s,高硅氧/酚醛热防护层能够适应其恶劣的工作环境要求。同时,通过实验研究也表明,更长工作时间之后,由于冲压发动机燃烧室工作温度的不均匀,导致酚醛树脂基体的分解与增强的高硅氧纤维熔融不同步,且热解、碳化后的形态和性能都会发生较大的变化,由此会导致其尺寸收缩、力学性能降低、导热系数增加,更长时间工作容易产生裂纹、分层等问题。针对这些问题,提出了进一步研究的建议。本项研究对于发展成型工艺简单和成本低的冲压发动机燃烧室热防护结构具有重要的价值。 展开更多

关键词 冲压喷气发动机 燃烧室 热防护 试验研究

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超燃冲压发动机支板热性能研究 被引量：10

2

作者 宋冈霖 田亮 +2 位作者 冮强 王辽 徐旭 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期809-816,共8页

针对双模态超燃燃烧室内分别处于上游(高速、较低总温)和下游(较低速、高总温)不同热环境下十字交叉布置的支板,通过数值仿真,从材料选择、辐射影响程度及主被动热防护措施三方面研究了支板换热问题,并且研究了不同冷却水流速对支板前... 针对双模态超燃燃烧室内分别处于上游(高速、较低总温)和下游(较低速、高总温)不同热环境下十字交叉布置的支板,通过数值仿真,从材料选择、辐射影响程度及主被动热防护措施三方面研究了支板换热问题,并且研究了不同冷却水流速对支板前缘冷却性能的影响。结果表明:上游支板受气动加热影响比下游支板显著;对于所计算工况,考虑支板与气体之间的辐射作用后,上下游支板前缘温度均下降约150K;对下游支板进行主动冷却效果明显,冷却水流速为10m/s能满足长时间工作要求。 展开更多

关键词 超燃冲压发动机 支板 辐射 热防护 冷却

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发动机燃烧室内壁材料热环境的气动热试验模拟技术研究(英文) 被引量：1

3

作者 涂建强 陈连忠 +3 位作者 王琴 马雪松 焦廷友 陈峰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期512-519,共8页

利用超声速矩形湍流导管和等离子电弧加热器模拟了发动机燃烧室内流和高超声速飞行器外壁面外流热环境,进行了平板表面冷壁热流测量和燃烧室内壁材料考核试验。结果表明:由于辐射换热的影响,在选取的两个典型来流条件下,发动机燃烧室内... 利用超声速矩形湍流导管和等离子电弧加热器模拟了发动机燃烧室内流和高超声速飞行器外壁面外流热环境,进行了平板表面冷壁热流测量和燃烧室内壁材料考核试验。结果表明:由于辐射换热的影响,在选取的两个典型来流条件下,发动机燃烧室内流热环境下的冷壁热流比外流热环境下的高出21%和40%,但是冷壁热流的增量基本相当,约为0.70～0.80MW/m2。随着冷壁热流的增加,辐射换热产生的热流增量的影响力会逐渐减小。材料考核时,相同配方的C/SiC复合材料在内流热环境下的表面温度高出约400℃,背面温度高出约90℃,这种差异对于发动机燃烧室内壁面材料考核至关重要,必须在材料考核试验中加以考虑。 展开更多

关键词 发动机燃烧室 内流热环境 外流热环境 湍流导管 电弧加热器

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冲压发动机C/SiC喷管承压失效研究 被引量：7

4

作者 李志永 郑日恒 +5 位作者 李立翰 刘小瀛 赵东林 陈博 成来飞 张立同 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期545-550,共6页

新型三维编织碳/碳化硅复合材料存在较强的各向异性,而各个方向的性能数据积累不足,复合材料的强度计算方法尚不完善,为了发现新型三维编织碳/碳化硅复合材料在冲压发动机喷管中应用可能遇到的问题,并找到相应地解决措施,开展了这种复... 新型三维编织碳/碳化硅复合材料存在较强的各向异性,而各个方向的性能数据积累不足,复合材料的强度计算方法尚不完善,为了发现新型三维编织碳/碳化硅复合材料在冲压发动机喷管中应用可能遇到的问题,并找到相应地解决措施,开展了这种复合材料应用于冲压发动机喷管的承压强度计算和承压实验研究。对承压实验中出现的低压破坏情况进行了分析,分析了低压破裂的原因,提出了改进措施。分析结果表明:C/SiC喷管喉部密度较低,导致强度较低,承载能力下降,是首次强度验证实验过程中该局部破坏的原因;为提高喷管强度,需要通过其形状设计并控制沉积流场,保证其喉部的沉积密度达到1.9g/cm3以上。对改进后的喷管进行了实验验证,实验结果与计算结果基本一致,满足要求。因此,在实际应用中应对喷管喉部和纵向密度的分布进行工业CT无损检测,确保喷管密度的分布均匀。 展开更多

关键词 碳 碳化硅复合材料 冲压发动机 承压 失效分析

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冲压发动机针刺C/SiC喷管的烧蚀行为研究 被引量：8

5

作者 李志永 郑日恒 +4 位作者 李立翰 刘小瀛 陈超 陈博 陈静敏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期956-961,996,共7页

为探索C/SiC喷管在固液冲压发动机上应用的可行性以及固液冲压发动机工作环境下的烧蚀行为,对冲压发动机针刺C/SiC复合材料喷管进行了研究。研究结果表明:针刺C/SiC复合材料喷管能够适应冲压发动机富氧、长时间的工作环境;C/SiC复合材... 为探索C/SiC喷管在固液冲压发动机上应用的可行性以及固液冲压发动机工作环境下的烧蚀行为,对冲压发动机针刺C/SiC复合材料喷管进行了研究。研究结果表明:针刺C/SiC复合材料喷管能够适应冲压发动机富氧、长时间的工作环境;C/SiC复合材料喷管入口段和扩张段存在轻微的氧化,喉部以热化学烧蚀为主,收敛段以热化学烧蚀和热机械侵蚀为主;收敛段为整个喷管的薄弱环节,应根据不同的工作条件和烧蚀机理,对C/SiC喷管的厚度进行分别设计。 展开更多

关键词 冲压发动机 喷管 烧蚀行为

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液体碳氢燃料超燃冲压发动机支板凹槽稳焰技术试验 被引量：15

6

作者 冮强 周乐仪 +2 位作者 覃正 马雪松 郭金鑫 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期680-683,共4页

液态碳氢燃料点火、稳焰技术是超燃冲压发动机的关键技术之一,是发动机获得推力性能的先决条件。采用直连试验手段,对支板凹槽组合稳焰技术进行了研究,比较了不同燃料喷注方式和不同支板凹槽组合方式对点火、稳定燃烧的影响。结果表明... 液态碳氢燃料点火、稳焰技术是超燃冲压发动机的关键技术之一,是发动机获得推力性能的先决条件。采用直连试验手段,对支板凹槽组合稳焰技术进行了研究,比较了不同燃料喷注方式和不同支板凹槽组合方式对点火、稳定燃烧的影响。结果表明支板喷射与支板凹槽组合稳焰的燃烧组织方式,可以实现在低飞行马赫数范围(Ma0=4～5)液体碳氢燃料的可靠点火与稳定燃烧,并获得较好的燃烧性能。 展开更多

关键词 超燃冲压发动机 支板 凹槽 稳定燃烧

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基于总温测量的超燃冲压发动机燃烧效率研究 被引量：10

7

作者 冮强 王辽 +2 位作者 郭金鑫 马雪松 刘建文 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期1-5,共5页

燃烧效率能够部分反映出燃烧室性能的优劣,是超燃冲压发动机性能评价的重要指标之一。基于总温测量的超燃冲压发动机燃烧效率获取方法不需要测量或计算燃气组分、摩擦力、支板阻力等,避免了上述过程带来的误差,可有效提高测量精度。利... 燃烧效率能够部分反映出燃烧室性能的优劣,是超燃冲压发动机性能评价的重要指标之一。基于总温测量的超燃冲压发动机燃烧效率获取方法不需要测量或计算燃气组分、摩擦力、支板阻力等,避免了上述过程带来的误差,可有效提高测量精度。利用新型半屏式总温传感器,成功测量了M6、当量比1状态下超燃冲压发动机燃烧室的出口总温,获得了基于温升比定义的发动机燃烧效率。 展开更多

关键词 超燃冲压发动机 燃烧效率 总温 燃烧室 数值计算

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冲压发动机驻涡燃烧室模型方案数值模拟研究 被引量：6

8

作者 费立群 张炎 +1 位作者 牛志刚 凌文辉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期676-679,共4页

为探索适用于高推重比发动机的高性能燃烧室,在一种冲压发动机特定结构应用背景条件下,设计了一种驻涡燃烧室(Trapped-Vortex Combustor,简称TVC)技术应用模型方案,并对其进行了冷态流场数值模拟,对包括驻涡区长宽比、驻涡区长度、驻涡... 为探索适用于高推重比发动机的高性能燃烧室,在一种冲压发动机特定结构应用背景条件下,设计了一种驻涡燃烧室(Trapped-Vortex Combustor,简称TVC)技术应用模型方案,并对其进行了冷态流场数值模拟,对包括驻涡区长宽比、驻涡区长度、驻涡区进口导流结构形式、主流钝体与联焰板的结构形式与参数的影响进行了分析,探索TVC燃烧室方案在冲压发动机上的应用可行性。从三维冷态流场数值模拟结果来看,燃烧室模型方案内部形成了设计的涡系结构,能够实现初步的组织燃烧。通过不同设计参数的计算模拟,摸索出驻涡区高度、驻涡区宽高比等参数对燃烧室内部流场影响的规律。研究结果表明驻涡区宽高比控制在1.0左右驻涡区涡系结构最好,有利于组织燃烧。 展开更多

关键词 冲压喷气发动机 驻涡燃烧室 模型 数值仿真

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磁流体-斜爆震冲压发动机概念研究 被引量：3

9

作者 张义宁 刘振德 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期140-144,共5页

针对超燃冲压发动机(Scramjet)向更高马赫数拓展遇到的技术挑战,提出了磁流体-斜爆震冲压发动机(MODR)(Magnetohydrodynamics-Oblique Detonation Ramjet,Abbr MODR)概念,通过其热力学过程与传统冲压发动机、磁流体(Magnetohydrodynamic... 针对超燃冲压发动机(Scramjet)向更高马赫数拓展遇到的技术挑战,提出了磁流体-斜爆震冲压发动机(MODR)(Magnetohydrodynamics-Oblique Detonation Ramjet,Abbr MODR)概念,通过其热力学过程与传统冲压发动机、磁流体(Magnetohydrodynamics,Abbr MHD)能量旁路冲压发动机进行对比分析,获得MODR热力循环优势以及工程实现需要解决的关键技术。MODR对拓展高超声速推进工作范围,提高动力装置性能具有重要意义。 展开更多

关键词 磁流体动力学 斜爆震波 冲压发动机 概念研究

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冲压发动机模型燃烧室低压燃烧性能试验 被引量：6

10

作者 牛志刚 费立群 +1 位作者 冯守义 何小民 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期509-511,524,共4页

低压不利于燃烧,从化学动力学角度分析,压力降低导致空气密度降低,化学反应速率降低。用冲压发动机模型燃烧室进行了低压燃烧试验,结果显示:进口压力pin从0.094 MPa变至0.065 MPa,燃烧效率由大变小;压力降低到0.065 MPa时,燃烧室燃烧性... 低压不利于燃烧,从化学动力学角度分析,压力降低导致空气密度降低,化学反应速率降低。用冲压发动机模型燃烧室进行了低压燃烧试验,结果显示:进口压力pin从0.094 MPa变至0.065 MPa,燃烧效率由大变小;压力降低到0.065 MPa时,燃烧室燃烧性能急剧恶化,燃烧极不稳定,随时可能因压力波动或油气参数变化而熄火。无传焰槽时燃烧效率随压力的变化规律与有传焰槽的一致,但燃烧效率相对低一些。 展开更多

关键词 冲压喷气发动机 燃烧室 低压

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冲压发动机供油环设计数值研究

11

作者 赵书苗 张炎 裘云 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期694-697,共4页

为了研究供油特性对冲压发动机性能的影响,对两种不同供油环配置下的发动机性能进行了数值模拟和试验研究。通过三维数值分析,对两种不同供油环配置下的流场结构进行了分析,开展了不同供油环方案的试验研究。结果表明,在供油环只有单侧... 为了研究供油特性对冲压发动机性能的影响,对两种不同供油环配置下的发动机性能进行了数值模拟和试验研究。通过三维数值分析,对两种不同供油环配置下的流场结构进行了分析,开展了不同供油环方案的试验研究。结果表明,在供油环只有单侧喷油的情况下避免了相邻两根径向油管喷射出的燃油相互叠加,有利于形成均匀的燃油浓度分布,得到了较高的燃烧效率,发动机性能也得到提高。计算结果与试验结果一致性较好,证明了单侧供油环方案的优越性。 展开更多

关键词 冲压发动机 供油环 数值仿真

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固体火箭冲压发动机燃烧性能评价方法 被引量：4

12

作者 王玉清 李立翰 +1 位作者 刘鸣雳 何勇攀 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期520-524,共5页

通过对固体火箭冲压发动机的工作特点分析,提出了适用于评价固体火箭冲压发动机燃烧性能的方法。对气动法、燃气分析法、台架推力法等燃烧性能评价方法进行了分析,并对其优缺点进行了说明。

关键词 固体火箭冲压发动机 燃烧室 燃烧效率

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冲压发动机气膜冷却分析模型 被引量：2

13

作者 凌文辉 王以飞 +2 位作者 裘云 刘凤君 刘松龄 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期713-716,共4页

本文建立了冲压发动机燃烧室气膜冷却传热分析程序。根据燃烧室设计的技术要求,从冷却性能角度完成气膜冷却系统的气动性能和传热特性分析,提供冷却结构优化所需的信息。

关键词 冲压发动机 燃烧室 气膜冷却 气动特性 传热

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冲压发动机燃烧室点火性能试验 被引量：3

14

作者 李春光 吉洪湖 +1 位作者 王健 张振家 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期530-533,共4页

对具有四个旁侧进气道带机械火焰稳定装置的整体式冲压喷气发动机的起动点火性能进行了试验研究,分析了点火能量、稳定器槽宽、来流温度、点火余气系数等因素对冲压燃烧室的点火延迟时间的影响。研究表明,点火能量是影响冲压燃烧室点火... 对具有四个旁侧进气道带机械火焰稳定装置的整体式冲压喷气发动机的起动点火性能进行了试验研究,分析了点火能量、稳定器槽宽、来流温度、点火余气系数等因素对冲压燃烧室的点火延迟时间的影响。研究表明,点火能量是影响冲压燃烧室点火起动的重要因素,通过提高点火能量可以实现冲压发动机的快速点火起动;另外,稳定系数越高,点火余气系数对应的燃烧效率越高,发动机点火越容易。 展开更多

关键词 冲压喷气发动机 燃烧室 火焰稳定器 点火试验 点火延迟

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小型化TDLAS发动机测温系统的研究及进展 被引量：10

15

作者 姚路 刘文清 +4 位作者 阚瑞峰 许振宇 阮俊 王辽 冮强 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期71-76,共6页

在吸气式发动机研究中,需要监测其进气道气流流场分布、燃烧室温度分布和燃烧产物浓度来验证燃烧室内的燃烧理论模型并最终改进发动机设计;同时,这些参数的实时获取还可以用来控制发动机工作状态以实现燃烧效率优化。TDLAS(可调谐半导... 在吸气式发动机研究中,需要监测其进气道气流流场分布、燃烧室温度分布和燃烧产物浓度来验证燃烧室内的燃烧理论模型并最终改进发动机设计;同时,这些参数的实时获取还可以用来控制发动机工作状态以实现燃烧效率优化。TDLAS(可调谐半导体激光吸收光谱)技术具有结构紧凑、响应快速、灵敏度高和非入侵式测量等优点,在高温、高速和剧烈振动等恶劣工作环境下可实现随机飞行的发动机测量,因此被国外多家研究机构采用。调研了高超声速燃烧发动机研究项目HIFiRE及其在传感器小型化方面所采用的技术手段,介绍已有的小型化设计思路和取得的进展。已集成的小型化系统体积为30×15×10cm3,重量<5kg,功耗<10W。经验证,该系统可在发动机地面试验条件下稳定工作,给未来随发动机飞行的小型化测温系统设计提供了参考。 展开更多

关键词 TDLAS(可调谐半导体激光吸收光谱) 发动机测温 DFB激光器驱动 激光器波长锁定 传感器小型化

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出口封闭的冲压发动机进气道激波振荡现象 被引量：5

16

作者 孟宇鹏 朱守梅 闫晓娜 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期606-610,共5页

采用计算流体力学和风洞试验两种手段,对冲压发动机出口封闭的多种超声速进气道内通道气流振荡现象进行了研究。结果表明,在一定的超声速范围内,封闭的进气道内通道发生了较强气流振荡现象,振荡频率、幅值和内通道长度、飞行马赫数有关... 采用计算流体力学和风洞试验两种手段,对冲压发动机出口封闭的多种超声速进气道内通道气流振荡现象进行了研究。结果表明,在一定的超声速范围内,封闭的进气道内通道发生了较强气流振荡现象,振荡频率、幅值和内通道长度、飞行马赫数有关,该振荡现象是一种自激振荡现象。利用亥姆霍兹共振器频率公式可以对封闭的进气道内通道振荡频率进行预估,并对其归纳出一种修正方法,可以结合模型试验结果对进气道和燃烧室内流振荡频率和幅值进行分析,为飞行试验提供预估和参考。 展开更多

关键词 超声速进气道 激波振荡 计算流体动力学 风洞试验 亥姆霍兹共振器

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超燃冲压发动机性能的准二维计算方法 被引量：3

17

作者 任鑫 罗春钦 +2 位作者 董建明 郭雪莲 马雪松 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期457-462,共6页

为了能在双模态超燃冲压发动机流道方案初步论证中提供一种较快速的发动机性能计算方法,在二维N-S方程基础上,引入一维完全燃烧计算方法,提出了预估超燃冲压发动机性能的准二维计算方法。该方法能够计入激波、边界层分离等对发动机性能... 为了能在双模态超燃冲压发动机流道方案初步论证中提供一种较快速的发动机性能计算方法,在二维N-S方程基础上,引入一维完全燃烧计算方法,提出了预估超燃冲压发动机性能的准二维计算方法。该方法能够计入激波、边界层分离等对发动机性能的影响,可在较短时间计算出整机推力、比冲性能和沿程热力学参数。通过对自由射流发动机计算,验证了此方法。并在此基础上,初步分析了燃料喷注位置和流道构型对发动机性能的影响。 展开更多

关键词 超燃冲压发动机 性能预估 数值模拟

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冲压发动机燃烧室壳体静热试验局部失稳变形分析 被引量：2

18

作者 任志敏 骆家文 +1 位作者 李春光 朱永刚 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期717-721,共5页

对静热试验中某发动机燃烧室壳体的局部失稳变形的试验现象进行了描述,为探究其失稳变形产生的机理,对试验测得的温度数据和应力数据进行了分析,并对静热联合作用下的应力分布进行了有限元的计算,找到了引起静热联合试验中燃烧室壳体产... 对静热试验中某发动机燃烧室壳体的局部失稳变形的试验现象进行了描述,为探究其失稳变形产生的机理,对试验测得的温度数据和应力数据进行了分析,并对静热联合作用下的应力分布进行了有限元的计算,找到了引起静热联合试验中燃烧室壳体产生局部失稳变形的主要原因,并给出了解决该类问题的几点建议。 展开更多

关键词 发动机燃烧室壳体 静热联合试验 局部失稳变形

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径向进气多管脉冲爆震发动机试验研究

19

作者 张义宁 刘振德 +1 位作者 孙孔倩 郭昆 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期121-124,共4页

为了缩短脉冲爆震发动机燃料/空气混气的充填时间,设计加工了旋转筒控制间歇进气的多爆震室PDE原型机,并开展了试验研究。试验结果表明,原型机在总频率60Hz条件下可以稳定间歇工作,并且产生了450N的正向推力。

关键词 脉冲爆震发动机 旋转阀 试验研究

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发动机斜流压气机叶尖间隙稳态数值分析 被引量：2

20

作者 刘巧英 于洋 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期168-172,共5页

燃气涡轮发动机旋转叶轮的叶尖间隙对其性能和结构可靠性均有较大影响,因此国内外的相关研究机构在叶尖间隙控制方面进行了大量的数值分析和试验测试工作。利用Ansys软件采用流-固-热耦合分析方法,分析了某型发动机斜流压气机叶片、机... 燃气涡轮发动机旋转叶轮的叶尖间隙对其性能和结构可靠性均有较大影响,因此国内外的相关研究机构在叶尖间隙控制方面进行了大量的数值分析和试验测试工作。利用Ansys软件采用流-固-热耦合分析方法,分析了某型发动机斜流压气机叶片、机匣的热、机械、气动载荷产生的结构响应,得到了发动机不同稳态状态点下斜流压气机叶尖间隙沿轴向的分布规律。结果表明:斜流压气机叶尖和机匣位移响应沿轴向的变化趋势一致,位移响应的最大值均位于机匣曲率最小的位置;在机械载荷最大点,叶尖间隙小于设计点相应值,而在热载荷最大点,叶尖间隙远大于设计点相应值。 展开更多

关键词 叶尖间隙 流-固-热耦合 数值分析

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