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基于声学信息的航空发动机压气机旋转失速空间特征实验研究
1
作者 李行健 乔百杰 +3 位作者 文璧 李镇东 刘元是 陈雪峰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期228-238,共11页
航空发动机压气机旋转失速是一种严重的气动失稳现象,目前的研究以采用侵入式压力传感器测得信号进行时频分析为主,而对其空间特征的研究不足。本文开展某型发动机3.5级压气机逼喘试验,在进气口机匣周向均匀布置32个声阵列传感器,在9800... 航空发动机压气机旋转失速是一种严重的气动失稳现象,目前的研究以采用侵入式压力传感器测得信号进行时频分析为主,而对其空间特征的研究不足。本文开展某型发动机3.5级压气机逼喘试验,在进气口机匣周向均匀布置32个声阵列传感器,在9800 r/min的转速下匀速关闭节流阀,对逼喘过程中的声信号进行测量。采用频谱分析、互功率谱和短时傅里叶变换方法,对旋转失速及其先兆特征进行辨识。结果表明:压气机在进入旋转失速前存在7.73EO和8.48EO(EO为转频)的非同步压力脉动,其周向传播速度大于转速;在旋转失速发生前65转时出现了模态波先兆,其空间特征表现为一个低压区域以0.67倍转速沿着周向稳定传播;旋转失速发生后,失速气团以0.45倍转速沿着周向传播,模态波的空间特征与失速气团的空间特征相同,均占据了一半的叶片通道。通过对旋转失速先兆的监测可以实现失速气团特征的预测。 展开更多
关键词 压气机 旋转失速 非同步压力脉动 模态波先兆 声阵列 相位分析
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基于扩散模型的航空发动机叶片损伤智能检测
2
作者 商红兵 杨淇琇 +1 位作者 孙闯 王诗彬 《航空科学技术》 2025年第2期29-37,共9页
高速旋转的多层阵列叶片作为涡轴发动机和涡桨发动机的重要组成部件,传统的孔探检查方法由于依赖人工经验和目视检查,存在人工成本高、检查效率低、误检和漏检时有发生等问题,难以满足航空发动机原位检查与地面维护对于实时性、高效性... 高速旋转的多层阵列叶片作为涡轴发动机和涡桨发动机的重要组成部件,传统的孔探检查方法由于依赖人工经验和目视检查,存在人工成本高、检查效率低、误检和漏检时有发生等问题,难以满足航空发动机原位检查与地面维护对于实时性、高效性和准确性的需求。因此,本文提出一种基于扩散模型的航空发动机叶片损伤智能检测(DMbD)方法,将损伤检测任务分解成图像特征提取和损伤检测评估两部分,图像特征提取网络使用残差模块从输入图像中提取特征表示,损伤检测评估网络利用扩散过程将噪声框作为输入并预测损伤类别和坐标,从而实现直接从噪声候选框中生成目标框并用于损伤分类和定位,无须人工设置预定义候选框的参数,实现发动机叶片损伤的高精度智能识别。将DMbD方法应用于航空发动机叶片图像数据进行损伤检测评估。试验结果表明,本文所提方法能够快速、准确地识别航空发动机叶片损伤,检测均值平均准确率(mAP)为0.988。相比于传统方法和现有智能检测方法,本文所提方法避免了构建模型时预先人为设定候选框,能够从噪声分布中预测损伤边界框,实现航空发动机叶片损伤智能检测。 展开更多
关键词 航空发动机叶片 损伤检测 扩散模型 孔探检测
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PATR发动机高空起动/接力过程动态特性
3
作者 苗慧慧 雍雪君 +2 位作者 王祎 马元 刘金鑫 《火箭推进》 北大核心 2025年第2期1-9,共9页
针对预冷空气涡轮火箭(PATR)发动机高空起动/接力特性,开展PATR发动机起动/接力过程动态特性研究。建立了带超声速双旁侧二元进气道PATR飞行器的等效三维流动匹配模型,采用非定常流场数值仿真方法,验证了等效仿真方法的有效性。分析了... 针对预冷空气涡轮火箭(PATR)发动机高空起动/接力特性,开展PATR发动机起动/接力过程动态特性研究。建立了带超声速双旁侧二元进气道PATR飞行器的等效三维流动匹配模型,采用非定常流场数值仿真方法,验证了等效仿真方法的有效性。分析了典型工作点Ma=3.5来流条件下,攻角α=0°与极限工况攻角α=4°时PATR发动机起动/接力过程中内通道流场匹配特性、气动力特性以及发动机内通道气动参数变化特性。结果表明,极限工况攻角α=4°时喘振程度加剧使得进气道与飞行器所受气动力增加,但飞行器所受滚转力矩系数依然在安全范围内。 展开更多
关键词 PATR发动机 超声速双旁侧二元进气道 高空起动/接力 动态特性
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双变循环发动机变几何分流环的设计及气动特性研究
4
作者 张朝勃 苗慧慧 +1 位作者 刘金鑫 陈雪峰 《推进技术》 北大核心 2025年第5期33-43,共11页
为研究双变循环发动机分流段的气动特性,设计了双扇叶型变几何分流环机构,针对双变循环发动机的Ma0.8,Ma2.35以及Ma4.0三种典型工况优化了所设计的变几何分流环型线,通过数值计算研究了各工况下不同分流环型线时各分流段流场。当工作在... 为研究双变循环发动机分流段的气动特性,设计了双扇叶型变几何分流环机构,针对双变循环发动机的Ma0.8,Ma2.35以及Ma4.0三种典型工况优化了所设计的变几何分流环型线,通过数值计算研究了各工况下不同分流环型线时各分流段流场。当工作在涡扇模式分流环角度为11.6°时,壁面曲率半径从前缘端部至尾部逐渐增大的分流环前缘型线可以有效削弱气流绕前缘壁面的法向压力梯度及涵道内的轴向逆压梯度,减小附面层厚度,抑制气流分离。当工作在涡喷模式分流环角度为-31.8°时,分流环下壁面为二次曲线型的凸曲面,且喉道面积较小时可以提高气流动能,抵消逆压梯度,缩小分离区面积,减小总压损失;进一步研究发现喉道面积并非越小越好,更小的喉道面积会导致更大的逆压梯度而加重气流分离程度。 展开更多
关键词 双变循环发动机 变几何分流环 涵道比 型线设计 气动特性
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基于空间稀疏先验的冲击载荷识别频域非凸稀疏正则化方法
5
作者 陈林 王亚南 +3 位作者 程昊 刘军江 乔百杰 陈雪峰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期148-155,188,共9页
复合材料因其强度高、刚度高、密度小等优点而广泛应用于航空、航天等领域。但由于其抗冲击性差,监测作用于复合材料结构上的冲击载荷对于结构快速检测损伤十分重要。经典的Tikhonov正则化方法在欠定情况下求解载荷识别问题时容易在载... 复合材料因其强度高、刚度高、密度小等优点而广泛应用于航空、航天等领域。但由于其抗冲击性差,监测作用于复合材料结构上的冲击载荷对于结构快速检测损伤十分重要。经典的Tikhonov正则化方法在欠定情况下求解载荷识别问题时容易在载荷非加载区识别出虚假力;近年来兴起的L1范数稀疏正则化方法在识别冲击载荷时常低估载荷的幅值。为了突破这些方法的局限以实现更高精度的冲击载荷识别,该研究基于冲击载荷的空间稀疏先验,提出一种新的冲击载荷识别频域非凸稀疏正则化方法。所提出的方法结合了广义极小极大凹惩罚项的非凸优势以及非凸保凸的特性,利用向前向后分裂算法进行凸优化求解,既避免了非凸优化容易收敛到局部最优解的问题,又促进了解的稀疏。分别在复合材料梁和复合材料层合板上开展了冲击载荷试验验证,试验结果表明,无论在正定还是欠定的情况下,所提出方法能在精准定位冲击位置的同时重构冲击载荷的时间历程,且该方法在促进解稀疏和识别载荷幅值方面的表现都优于L1正则化方法,其中幅值识别精度能比L1正则化提升50%以上。 展开更多
关键词 复合材料 冲击载荷识别 非凸正则化 稀疏先验
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基于参考键相动态追踪的无转速叶尖定时测量方法 被引量：1
6
作者 周凯 乔百杰 +3 位作者 刘美茹 代江波 卫靖澜 陈雪峰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期226-235,共10页
针对叶尖定时系统在测量转子叶片振动过程中转速同步传感器安装困难的问题,提出基于参考键相动态追踪的叶尖定时测量方法。假设整级转子叶片间存在随机失谐,则在变转速工况下各叶片并非同时达到共振状态,在每转内,利用各叶片到达传感器... 针对叶尖定时系统在测量转子叶片振动过程中转速同步传感器安装困难的问题,提出基于参考键相动态追踪的叶尖定时测量方法。假设整级转子叶片间存在随机失谐,则在变转速工况下各叶片并非同时达到共振状态,在每转内,利用各叶片到达传感器的实测到达时间,计算叶片在相邻叶尖定时传感器间的局部平均转速与转子整圈平均转速的偏差值,判断同级所有叶片的振动状态,选择几乎不振动的叶片作为该圈的参考键相,计算目标叶片在该圈的振动位移值,依此类推,计算各圈目标叶片的振动位移,实现转子叶片在无转速参考下的非接触式振动测量。试验验证结果表明,与传统叶尖定时方法相比,利用该方法计算出的叶片振动位移所辨识出的叶片振动频率相对误差小于0.2%,振动位移相对误差小于10%,说明基于参考键相动态追踪的叶尖定时测量方法不仅能在无转速参考的情况下准确计算出叶片的振动位移,更能准确地辨识出叶片振动参数。 展开更多
关键词 叶尖定时 无转速参考 参考键相 参数辨识 非接触式振动测量
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Mar M247透平叶片残余应力X射线测试参数优化研究
7
作者 张占玲 聂祥樊 +3 位作者 王明军 牛腾飞 李良博 温广瑞 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期35-41,共7页
为提高Mar M247透平叶片残余应力X射线测试精度,用OM/SEM/EDS、X射线应力仪进行显微组织表征和残余应力测试,分析Mar M247合金显微组织对X射线衍射效应的影响,以及测试参数对衍射峰强度、峰形拟合度、数据拟合度和残余应力测试结果的影... 为提高Mar M247透平叶片残余应力X射线测试精度,用OM/SEM/EDS、X射线应力仪进行显微组织表征和残余应力测试,分析Mar M247合金显微组织对X射线衍射效应的影响,以及测试参数对衍射峰强度、峰形拟合度、数据拟合度和残余应力测试结果的影响规律。结果表明:Mar M247合金组织粗大且不均匀,导致X射线衍射效应变差,引起d-sin2ψ图上的数据点无规则跳动或有规则震荡,降低了残余应力测试的准确性。残余应力测试中,随准直管直径的增大,X射线衍射峰的强度增加,峰形改善,峰形拟合度提高,降低了残余应力测试误差。当准直管直径较小时,增加曝光次数可提升X射线衍射峰的强度,提高测试结果的准确性。增加曝光时间未提升测试准确性,反而降低了测试效率。 展开更多
关键词 Mar M247合金 组织表征 残余应力测试 X射线衍射 测试参数优化
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燃气发生器头腔吹除乳化过程压降特性及出流均匀性数值研究
8
作者 孙靖阳 毛红威 +1 位作者 马原 厉彦忠 《火箭推进》 CAS 北大核心 2024年第3期108-117,共10页
气体吹除乳化技术可以大幅提高燃料流经燃气发生器时产生的压降,从而满足变工况下燃料的雾化及燃烧需求。目前气体吹除后燃气发生器内压降变化的定量规律还不清晰,为此,采用数值模拟的方法,对某型号燃气发生器全域及局部喷嘴进行了变工... 气体吹除乳化技术可以大幅提高燃料流经燃气发生器时产生的压降,从而满足变工况下燃料的雾化及燃烧需求。目前气体吹除后燃气发生器内压降变化的定量规律还不清晰,为此,采用数值模拟的方法,对某型号燃气发生器全域及局部喷嘴进行了变工况计算,得到了氮气吹除过程中燃气发生器内煤油的相、速度以及压力分布规律,并针对喷嘴处的单相流及多相流压降特性进行拟合分析。结果显示:不同喷嘴处的煤油相分布具有不均匀性,喷嘴间流量差距可达66%;使用氮气吹除后的喷嘴处压降相较于煤油单相流可提升1.64倍以上,且喷嘴处的气体单相流压降特性系数随背压呈现线性变化规律,而煤油单相流阻力系数则与流量呈现幂函数规律;基于马尔基涅利公式提出了燃气发生器喷嘴处压降特性的集总参数模型,与数值计算结果及实验结果的平均误差为3.93%,具有较好的预测性。 展开更多
关键词 气体吹除乳化 燃气发生器 气液两相流 压降特性拟合
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