基于冷态数值模拟的航空发动机燃烧室贫油熄火预测 被引量：9

1

作者 胡斌 黄勇 +1 位作者 王方 谢法 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期232-238,共7页

在经典均匀搅拌反应器理论(Perfect Stirred Reactor)的基础上,对Lefebvre贫熄模型中的燃烧体积和燃烧空气量进行改进,建立起燃烧室冷态流场与热态贫熄性能的对应关系,进而达到从冷态流场预测热态贫熄性能的目的。采用商业软件Fluent对... 在经典均匀搅拌反应器理论(Perfect Stirred Reactor)的基础上,对Lefebvre贫熄模型中的燃烧体积和燃烧空气量进行改进,建立起燃烧室冷态流场与热态贫熄性能的对应关系,进而达到从冷态流场预测热态贫熄性能的目的。采用商业软件Fluent对燃烧室的冷态速度场和燃料浓度场进行数值模拟,通过燃料的可燃边界定义出理论的可燃区体积(Vf)和进入可燃区的回流空气量(mr)两项关键参数组成燃烧负荷参数Vf.mr,并通过油量迭代逼近(Fuel Iterative Approximation)的方法达到对燃烧室贫熄边界的预测。通过与实验结果的对比表明:燃烧室的冷态流场与其热态贫熄性能是相互关联的,燃烧负荷参数与熄火油气比近似成线性关系;采用油量迭代逼近的方法对燃烧室的贫熄边界进行预测,预测精度控制在±8.4%。 展开更多

关键词 贫熄边界预测 燃烧负荷参数 冷态流场 数值仿真 燃烧室

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通用核心机涡轮气动设计准则 被引量：6

2

作者 付超 邹正平 +2 位作者 刘火星 李维 周颖 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期165-174,共10页

针对通用核心机对涡轮部件性能的要求,尝试给出了描述涡轮气动通用性的定义,研究了速度三角形系列参数对涡轮气动通用性的影响规律,在此基础上,得到了通用核心机涡轮部件气动设计参数选取准则,并通过S2和三维数值模拟手段,利用一组真实... 针对通用核心机对涡轮部件性能的要求,尝试给出了描述涡轮气动通用性的定义,研究了速度三角形系列参数对涡轮气动通用性的影响规律,在此基础上,得到了通用核心机涡轮部件气动设计参数选取准则,并通过S2和三维数值模拟手段,利用一组真实涡轮的数据对涡轮气动通用性的定义和设计参数选取准则进行了验证。结果表明:在涡轮设计参数选择中,存在使涡轮部件气动通用性最优的速度三角形参数范围;一般情况下气动设计参数在Ω=0.35～0.45,μ=1.65～1.9,K1=0.55～0.6区域内时,所设计的涡轮气动通用性较好;一系列涡轮气动设计参数的分析表明本文给出的涡轮部件气动通用性的定义和得到的涡轮部件气动设计参数选取准则基本合理。 展开更多

关键词 通用核心机 涡轮 速度三角形 气动设计 准则

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栅距非谐对跨声速压气机转子气动阻尼的影响 被引量：3

3

作者 杨晓东 侯安平 +1 位作者 李漫露 刘马成 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期94-102,共9页

为了提高跨声速压气机的气动弹性稳定性,针对跨声速颤振实验转子提出了栅距交替非谐布局方案,基于能量法建立了其全周气动阻尼计算模型,数值研究了栅距非谐对气动阻尼的影响。计算了谐调转子的气动性能、颤振边界和叶片模态,其结果和实... 为了提高跨声速压气机的气动弹性稳定性,针对跨声速颤振实验转子提出了栅距交替非谐布局方案,基于能量法建立了其全周气动阻尼计算模型,数值研究了栅距非谐对气动阻尼的影响。计算了谐调转子的气动性能、颤振边界和叶片模态,其结果和实验数据吻合较好,比较了谐调及非谐转子气动性能,发现栅距非谐会造成转子气动性能有所降低,随着非谐量的增加,性能降低越明显;在研究的非谐条件下,压比最大相对降低0.30%,效率最大降低0.54%。对于该转子的平均气动阻尼,栅距非谐使得转子在大部分甚至整个叶片间相角区域内气动阻尼均有所提高,最大达到37%。通过对叶片表面不同叶高的非定常压力以及积分气动力研究表明,栅距交替非谐对转子相邻两个叶片稳定性的影响存在差异,并且非谐量越大,差异越明显。 展开更多

关键词 栅距非谐 气动阻尼 颤振 能量法 气动弹性稳定性

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旋转状态下气膜冷却换热系数的实验 被引量：2

4

作者 赵振明 吴宏伟 +1 位作者 丁水汀 徐国强 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期662-666,共5页

采用平板叶片模型，测量了静止和旋转状态气膜冷却换热系数（hg）的分布规律，重点研究旋转对气膜冷却换热系数的影响。测试表面气膜孔直径D=4mm，流向倾角α=30°，展向倾角φ=90°。实验转速ω=0，800r／min，主流雷诺数ReD=3... 采用平板叶片模型，测量了静止和旋转状态气膜冷却换热系数（hg）的分布规律，重点研究旋转对气膜冷却换热系数的影响。测试表面气膜孔直径D=4mm，流向倾角α=30°，展向倾角φ=90°。实验转速ω=0，800r／min，主流雷诺数ReD=3191，吹风比M：0．4～2．0，密度比DR=1．02。采用宽幅低温液晶测量叶片表面的温度场。结果表明，旋转使得气膜在展向上发生较明显的偏转，且吸力面上气膜偏转程度要大于压力面；吹风比对换热系数的影响较大，且这种影响在静止与旋转状态差别很大。 展开更多

关键词 气膜冷却 换热系数 旋转叶片 实验

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横向气流中液体射流袋式破碎机理 被引量：7

5

作者 王雄辉 黄勇 +2 位作者 王方 王少林 刘志林 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期198-204,共7页

采用高速摄像仪对横向气流场中的液体圆形射流袋式破碎过程进行了实验研究。实验所用喷嘴孔径为1.0mm,实验工质采用水。Wea范围覆盖11～23,液/气动量通量比q覆盖11～95。实验中观察了袋的形成及破碎过程。实验发现,袋的触发长度lonset/... 采用高速摄像仪对横向气流场中的液体圆形射流袋式破碎过程进行了实验研究。实验所用喷嘴孔径为1.0mm,实验工质采用水。Wea范围覆盖11～23,液/气动量通量比q覆盖11～95。实验中观察了袋的形成及破碎过程。实验发现,袋的触发长度lonset/d与无量纲数In(q/Re)存在线性关系,而袋的触发时间则为常数;对袋式结构的进一步研究得出袋的破碎长度与液体射流速度无关,只与We数有关,且成线性关系,即破碎长度随着We数的增加线性减小。最后还给出了核心射流破碎位置与液/气动量通量比q的关系,无量纲化破碎位置横坐标为常数,而无量化破碎位置纵坐标随着In(q)线性增加。以上结果可以指导实际设计合理安排袋的触发、破碎点位置,改善雾化性能;在数值模拟上能帮助构建精确的初始雾化模型,提高模拟精度。 展开更多

关键词 液体圆形射流 横向气流 袋式破碎 破碎机理 袋的触发 高速摄像仪

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旋转状态下曲率模型上的气膜冷却效率 被引量：7

6

作者 杨彬 徐国强 +1 位作者 孟恒辉 赵振明 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期273-279,共7页

通过对旋转状态下曲率模型上气膜冷却的流动和换热特性进行实验研究,得到了不同主流雷诺数、吹风比和旋转数情况下的壁面冷却效率分布,同时对实验工况进行了数值模拟。实验中,主流雷诺数Re=3 198.4~6716.6,吹风比M=0.4~1.2,旋转数R t=0~... 通过对旋转状态下曲率模型上气膜冷却的流动和换热特性进行实验研究,得到了不同主流雷诺数、吹风比和旋转数情况下的壁面冷却效率分布,同时对实验工况进行了数值模拟。实验中,主流雷诺数Re=3 198.4~6716.6,吹风比M=0.4~1.2,旋转数R t=0~0.015 9。结果表明,吸力面和压力面模型上的气膜覆盖轨迹受离心力与哥氏力的综合作用呈现不同的偏转趋势。吹风比的增大使得气膜孔下游中心区域的冷却效率逐渐降低,旋转数的提高则有助于改善压力面模型上相同区域的冷却效果。此外,主流雷诺数的变化对壁面整体冷却效果影响不大。 展开更多

关键词 气膜冷却 旋转 曲率 冷却效率

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压气机进气畸变诱导叶片振动数值研究 被引量：7

7

作者 张明明 侯安平 王强 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期466-470,503,共6页

介绍了一种考察进气畸变对压气机叶片振动及结构强度影响的流固耦合分析方法。对压气机进行全周数值模拟分析进气总压畸变下转子流场的非定常响应;并结合有限元模型分析叶片模态及振动响应,通过气动模型与结构模型的不断信息迭代实现叶... 介绍了一种考察进气畸变对压气机叶片振动及结构强度影响的流固耦合分析方法。对压气机进行全周数值模拟分析进气总压畸变下转子流场的非定常响应;并结合有限元模型分析叶片模态及振动响应,通过气动模型与结构模型的不断信息迭代实现叶片振动过程的模拟。分析表明,周向总压畸变会引起叶片气动力在周向分布的不均匀及叶片应力波动,导致压气机叶片振动,对其结构稳定性产生重要影响。 展开更多

关键词 压气机 总压畸变 振动响应 流固耦合 数值模拟

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空化对燃油喷嘴雾化的影响 被引量：5

8

作者 王少林 黄勇 +1 位作者 邹婷 刘志林 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期397-402,共6页

燃油喷嘴内的液体流动在一定条件下会形成空化,进而影响喷嘴的雾化效果。应用高速摄像仪对圆形喷嘴内的空化以及喷口外的雾化进行了实验研究。实验所用喷嘴直径包括0.5mm,1.0mm,1.5mm和2.0mm,其中直径为1.5mm的喷嘴的长径比从2变化到9,... 燃油喷嘴内的液体流动在一定条件下会形成空化,进而影响喷嘴的雾化效果。应用高速摄像仪对圆形喷嘴内的空化以及喷口外的雾化进行了实验研究。实验所用喷嘴直径包括0.5mm,1.0mm,1.5mm和2.0mm,其中直径为1.5mm的喷嘴的长径比从2变化到9,实验工质为纯净水。实验发现,喷嘴内空化的形成是动态的,空化长度出现高频低幅脉动。对于喷嘴的收缩类型研究发现,急收型相比渐收型更易形成空化,并有增强雾化的效果。长径比相同的喷嘴,直径越大,达到超空化的喷射压力越大,雾化锥角也越大;直径相同的喷嘴,随长径比的增加,达到超空化的空化数逐渐减小,但射流的喷雾锥角没有明显的变化趋势,均在10°到20°之间。对比破碎模式规律,除了0.5mm的喷嘴外,所有喷嘴达到超空化后均为雾化模式。 展开更多

关键词 空化 圆形喷嘴 雾化 喷嘴直径 喷嘴长径比

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蒸发管供油的单驻涡燃烧室贫油点火试验 被引量：5

9

作者 邢菲 樊未军 +1 位作者 张荣春 杨茂林 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期523-527,共5页

针对一种采用蒸发管供油的矩形单驻涡燃烧室试验段,采用高能电嘴直接点火方式,通过改变电嘴位置,电嘴深入到凹腔深度和电嘴能量,在不同主流工况下进行点火试验,找出针对特定结构和进气方式驻涡燃烧室的最佳点火位置。试验结果表明:这种... 针对一种采用蒸发管供油的矩形单驻涡燃烧室试验段,采用高能电嘴直接点火方式,通过改变电嘴位置,电嘴深入到凹腔深度和电嘴能量,在不同主流工况下进行点火试验,找出针对特定结构和进气方式驻涡燃烧室的最佳点火位置。试验结果表明:这种结构的单涡燃烧室在主流温度623～723K,马赫数0.3～0.55范围都可以点火成功;主流温度增高以及电嘴能量增大有利于点火;电嘴深入凹腔深度增加并不能一定有利于点火;不同的点火位置表现出了不同的点火规律。 展开更多

关键词 驻涡燃烧室 蒸发管 高能电嘴 贫油点火

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方腔折流燃烧室冷态流场研究 被引量：6

10

作者 于宗明 黄勇 王方 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期533-538,共6页

方腔折流燃烧室是针对小型燃气涡轮发动机所设计的新型燃烧室设计方案,其目的是为了克服常规回流燃烧室所存在的总压损失较大、出口温度分布控制困难等问题。通过对方腔折流燃烧室和回流燃烧室的冷态流场进行数值模拟,发现在相同的工况... 方腔折流燃烧室是针对小型燃气涡轮发动机所设计的新型燃烧室设计方案,其目的是为了克服常规回流燃烧室所存在的总压损失较大、出口温度分布控制困难等问题。通过对方腔折流燃烧室和回流燃烧室的冷态流场进行数值模拟,发现在相同的工况下,方腔折流燃烧室具有对称的头部流场,其回流区空间尺度是常规回流燃烧室的9.4倍,回流强度是常规回流燃烧室的1.8倍,而火焰筒壁面总面积仅为常规回流燃烧室的51%,进出口总压损失仅为常规回流燃烧室的69.4%。 展开更多

关键词 燃烧室 方腔折流燃烧室 流动分布 数值仿真

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频率失谐对跨声速压气机气弹稳定性的影响 被引量：5

11

作者 杨晓东 侯安平 +1 位作者 李漫露 周盛 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期587-594,共8页

为了深入理解频率失谐对跨声速压气机气弹稳定性的影响，基于能量法建立了跨声速颤振实验转子的全周气动阻尼计算模型，数值分析了转子叶片频率交替失谐、随机失谐以及线性失谐对其气弹稳定性的影响。数值计算了该转子的气动性能，颤振... 为了深入理解频率失谐对跨声速压气机气弹稳定性的影响，基于能量法建立了跨声速颤振实验转子的全周气动阻尼计算模型，数值分析了转子叶片频率交替失谐、随机失谐以及线性失谐对其气弹稳定性的影响。数值计算了该转子的气动性能，颤振边界和叶片模态，其结果和实验数据吻合较好；研究不同模态、不同叶片间相位角条件下谐调转子的气动阻尼，结果表明叶片间相位角对叶片气动阻尼均有较大的影响，尤其在一弯模态下，叶片气动阻尼对叶片间相位角最敏感；对该转子所有叶片的平均气动阻尼而言，失谐的存在弱化了叶片间相角对叶片气动阻尼的影响，显著提高了该转子最不稳定状态的平均阻尼达到7-11倍，反之使其最稳定状态的平均阻尼降低约50%；失谐转子中不同叶片的气动阻尼表现出显著差异，其受叶片局部失谐模式及失谐量的影响较大。 展开更多

关键词 频率失谐 气弹稳定性 颤振 能量法 气动阻尼 叶片间相角

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孔径比与冲击距对冲击/发散冷却隔热屏冷却性能影响 被引量：9

12

作者 杨旭 刘友宏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期668-674,共7页

为了获得孔径比与冲击距对冲击/发散冷却层板隔热屏冷却性能的影响,采用商用软件Fluent,基于加力燃烧室隔热屏的工况条件,对7组不同孔径比和7组不同相对冲击距的冲击/发散层板模型进行了三维流固耦合传热数值模拟研究,得到了层板隔热屏... 为了获得孔径比与冲击距对冲击/发散冷却层板隔热屏冷却性能的影响,采用商用软件Fluent,基于加力燃烧室隔热屏的工况条件,对7组不同孔径比和7组不同相对冲击距的冲击/发散层板模型进行了三维流固耦合传热数值模拟研究,得到了层板隔热屏内部被冲击表面的Nu数、层板隔热屏气膜冷却表面的冷却效果、层板隔热屏的冷气消耗和冷流体热负荷的变化规律,其对层板隔热屏的设计具有参考价值。结果表明,Nu数与冷却效果均随着孔径比的增大而增大,随着冲击距的增大而减小。其中随孔径比增大,平均冷却效果值最大增大40.5%,随冲击距增大,平均冷却效果值最大减小3.27%。 展开更多

关键词 冲击/发散冷却 气膜冷却 隔热屏 加力燃烧室 数值仿真

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蒸发式稳定器燃烧不稳定性初步研究 被引量：3

13

作者 付虓 郭志辉 杨甫江 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期269-275,共7页

对蒸发式火焰稳定器结构的模型燃烧室进行了燃烧不稳定性实验。实验中选取了3个当量比,分别为0.4545,0.5454,0.6363。每一个当量比中,值班级供油的比例从2%变化到36%,间隔为2%。利用动态压力传感器测量了不同当量比以及不同值班级供油... 对蒸发式火焰稳定器结构的模型燃烧室进行了燃烧不稳定性实验。实验中选取了3个当量比,分别为0.4545,0.5454,0.6363。每一个当量比中,值班级供油的比例从2%变化到36%,间隔为2%。利用动态压力传感器测量了不同当量比以及不同值班级供油比例时燃烧室内动态压力的频率和振幅。为了进行对比,在以上3个当量比时,也对普通V型稳定器进行了实验。结果显示,蒸发式稳定器激发了130Hz和203Hz两个不稳定模态。V型稳定器只激发了203Hz一个不稳定模态。总当量比不变时,随值班级供油比例的增加,除当量比0.6363工况的203Hz模态振幅呈现减小趋势,其他燃烧不稳定性模态的振幅均先增大后减小。对燃烧室进行了一维声学模态分析,130Hz和203Hz模态分别为系统的第2和第3阶纵向模态。 展开更多

关键词 蒸发式稳定器 燃烧不稳定性 模型燃烧室 值班级供油

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壁面导热对微型向心涡轮性能及流动影响 被引量：1

14

作者 周琨 边磊 +1 位作者 邹正平 王雷 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1248-1256,共9页

为了探讨传热对于微型向心涡轮的性能和流动的影响规律,根据微型向心涡轮的特点,针对涡轮的轮毂侧壁面传热现象,建立了涡轮的气动性能随传热量变化的一维模型,并利用数值模拟对模型进行了验证,分析了不同传热量下微型向心涡轮的流动变... 为了探讨传热对于微型向心涡轮的性能和流动的影响规律,根据微型向心涡轮的特点,针对涡轮的轮毂侧壁面传热现象,建立了涡轮的气动性能随传热量变化的一维模型,并利用数值模拟对模型进行了验证,分析了不同传热量下微型向心涡轮的流动变化。结果表明所发展的模型有较好的精确度,可以用以评估传热对微型向心涡轮性能的影响;较大的传热会改变转子进口相对气流角并影响转子整个通道内的流动;涡轮对外传热使得涡轮输出功降低,涡轮效率明显降低。 展开更多

关键词 传热 向心涡轮 数值模拟 流动 性能

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