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题名基于能量法的篦齿封严环气弹稳定性数值研究
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作者
苏国征
孙丹
李玉
王志
任国哲
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机构
沈阳航空航天大学航空发动机学院辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室
沈阳航空航天大学沈阳市透平机械先进密封技术重点实验室
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期187-196,共10页
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基金
国家自然科学基金(52075346)
辽宁省“兴辽英才计划”资助项目(XLYC2007077)。
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文摘
针对航空发动机篦齿封严环气弹稳定性问题,采用基于三维插值及非定常动网格技术的能量法,建立了篦齿封严环气弹稳定性数值求解模型。在验证数值方法准确性的基础上,研究了供气压力、转速和进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性的影响,分析了篦齿封严环气动力、气动功分布特性,揭示了进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性的影响机理。研究表明:在本文研究中,外篦齿封严环相对于内篦齿封严环更易发生气弹失稳;随供气压力增加,外篦齿封严环气弹稳定性呈现降低趋势,当供气压力为0.55 MPa和0.7 MPa时,外篦齿封严环存在气弹失稳的风险;转速2000 r/min和4000 r/min相对于6000 r/min具有更大的气弹失稳风险。相比于360°圆周进气,90°圆周进气的外篦齿封严环气动力存在相互抵消的耦合作用,所以90°圆周进气的外篦齿封严环具有较高的气弹稳定性。篦齿封严环在发生气弹失稳时,齿腔底部做功占总气动功百分比会显著增加,故在进行结构优化时,可改变齿腔底部的结构参数以对篦齿封严环气弹稳定性进行改善。
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关键词
篦齿封严环
气弹稳定性
能量法
进气畸变
气动功
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Keywords
Labyrinth seal ring
Aeroelastic stability
Energy method
Intake distortion
Aerodynamic power
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分类号
V233.1
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名周向进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性影响研究
- 2
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作者
苏国征
孙丹
王志
李玉
王文
徐梅鹏
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机构
沈阳航空航天大学沈阳市透平机械先进密封技术重点实验室
沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室
中国航空发动机集团有限公司中国航发商用航空发动机有限责任公司
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024年第7期57-66,共10页
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基金
国家自然科学基金(52075346)
辽宁省教育厅面上项目(LJKZ0179)
中国航空发动机集团产学研合作项目(HFZL2021CXY012)。
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文摘
针对航空发动机篦齿封严环在周向进气畸变状态下的气弹稳定性问题,采用三维插值和非定常动网格技术,建立了基于能量法的篦齿封严环气弹稳定性求解模型,在验证求解模型准确性的基础上,研究了对称进气与非对称进气、进气畸变程度对篦齿封严环气弹稳定性的影响规律,分析了气动功在齿腔不同区域分布特性,揭示了周向进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性影响机理。研究表明,周向进气畸变可改变气动阻尼比,对篦齿封严环气弹稳定性影响较大。非对称进气时,篦齿封严环气弹稳定性随畸变度的增加先降低后增加再降低。对称进气时,篦齿封严环气弹稳定性随畸变度的增加先增加后降低,相对于非对称进气畸变,对称进气方式对气弹稳定状态影响较小。篦齿封严环在发生气弹失稳时,周向进气畸变对气动功影响最大的区域位于首级篦齿迎风区域,是流场周向压力均匀性最差的区域,周向进气畸变的影响随相对距离增加而降低;篦齿封严环所有齿腔底部的总气动功受周向进气畸变影响较大,在进行结构设计时可改变齿腔底部尺寸、形状等,以降低周向进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性的影响。
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关键词
篦齿封严环
气弹稳定性
周向进气畸变
气动阻尼比
能量法
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Keywords
labyrinth seal ring
aeroelastic stability
circumferential intake distortion
aerodynamic damping ratio
energy method
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分类号
V215.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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