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水滴速度对涡扇发动机内涵进水量影响分析
1
作者 代晓晴 郭保 张云亮 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第4期1717-1722,共6页
依据航空发动机适航规章中吸雨条款要求,对某无增压级风扇部件开展吸雨特性研究,用拉格朗日方法追踪不同水滴初始速度下其在风扇中的运动轨迹,获得了发动机内涵进水量,探讨了涡扇发动机在吸雨适航符合性验证中对喷水装置的喷水速度的要... 依据航空发动机适航规章中吸雨条款要求,对某无增压级风扇部件开展吸雨特性研究,用拉格朗日方法追踪不同水滴初始速度下其在风扇中的运动轨迹,获得了发动机内涵进水量,探讨了涡扇发动机在吸雨适航符合性验证中对喷水装置的喷水速度的要求,以支撑中国涡扇航空发动机吸雨适航符合性设计与验证。研究发现,某慢车转速下随着水滴速度的减小,撞击在风扇叶片等壁面上的雨水流量增大,且没有水滴能够穿过风扇叶片直接进入内涵,当水滴速度为250 m/s时,内涵进水量占总雨水流量的15.3%,为10 m/s时的19.1倍;在同一水滴速度下,随着分流环与风扇叶片间距的减小,内涵进水增加率增大;不同转速下,内涵进水量随风扇进口水滴初始速度的变化趋势是一致的,基本随着水滴速度的增大先增大后保持不变甚至略微减小。 展开更多
关键词 涡扇发动机 吸雨 水滴速度 运动轨迹 内涵进水量
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基于小样本量的航空发动机材料高低周复合疲劳P-S-N曲线优化方法
2
作者 蔡培 袁辉 +2 位作者 徐鹤鸣 张屹尚 侯乃先 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期117-126,共10页
航空发动机材料的高低周复合疲劳P-S-N曲线是评估转子部件寿命的重要依据。然而,P-S-N曲线的确定对实验时间和材料成本均有较高的要求。基于物理信息机器学习方法,提出了基于小样本量的高低周复合疲劳P-S-N曲线的优化处理方法。该方法... 航空发动机材料的高低周复合疲劳P-S-N曲线是评估转子部件寿命的重要依据。然而,P-S-N曲线的确定对实验时间和材料成本均有较高的要求。基于物理信息机器学习方法,提出了基于小样本量的高低周复合疲劳P-S-N曲线的优化处理方法。该方法将等效寿命原理及寿命分布一致性判据通过损失函数引入极限学习机(ELM)模型,并考虑了上层输入变量和下层ELM模型参数的双层优化策略。随后通过应用疲劳实验数据,对比分析该方法与数据驱动机器学习方法以及传统P-S-N曲线拟合方法进行。结果表明:该方法不仅有效地解决了拟合过程中应力水平与高低周复合疲劳寿命标准差不呈线性关系的问题,且拟合得到的概率疲劳寿命分布与母体真值更为接近,具有较高的准确性。 展开更多
关键词 疲劳 P-S-N曲线 小样本 数据处理
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全尺寸发动机模拟舱火灾特性试验及仿真研究 被引量：1
3
作者 李松阳 丁芳 +1 位作者 崔振涛 丛北华 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期76-84,共9页
针对民用航空发动机的防火需求,以民用涡扇发动机核心机舱作为参照对象,设计并搭建了全尺寸的模拟发动机舱火灾试验台.通过改变冷却气流量、火源类型与功率,研究了发动机核心机舱内的火灾特性.同时,采用开源火灾模拟软件FDS,仿真计算了... 针对民用航空发动机的防火需求,以民用涡扇发动机核心机舱作为参照对象,设计并搭建了全尺寸的模拟发动机舱火灾试验台.通过改变冷却气流量、火源类型与功率,研究了发动机核心机舱内的火灾特性.同时,采用开源火灾模拟软件FDS,仿真计算了典型油雾火和油池火工况,并与试验结果进行了对比分析,研究了舱内火灾的发展及温度分布规律.在实验过程中,发现当火灾强度达到一定程度后,舱内会发生爆燃现象.通过构建舱内控制体的守恒方程,并进行理论分析,推测油气比和通风量是影响舱内爆燃发生与否的关键因素.最后,在此基础上拟合了爆燃发生的临界失稳条件.结果表明:在临界条件以上必然发生爆燃,而在其以下存在一个缓冲区,爆燃有一定概率发生. 展开更多
关键词 航空发动机舱 通风防火 爆燃
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基于半解析有限元法的多层复合环面周向导波计算 被引量：4
4
作者 余旭东 秦荣 +2 位作者 沈海 左鹏 邵照宇 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1567-1577,共11页
周向超声导波在多层复合圆管的快速缺陷检测与定量材料表征方面具有优秀的应用潜力,结合传感器网络技术,可构建智能材料与结构。精确计算周向导波的频散特性是实现上述目标的关键。传统的频散曲线求解方法大多只适用于各向同性介质且单... 周向超声导波在多层复合圆管的快速缺陷检测与定量材料表征方面具有优秀的应用潜力,结合传感器网络技术,可构建智能材料与结构。精确计算周向导波的频散特性是实现上述目标的关键。传统的频散曲线求解方法大多只适用于各向同性介质且单层环面的情形,而对于工程结构中多层复合圆管则难以甚至无法求解。从弹性波动理论出发,结合COMSOL Multiphysics商用分析平台,发展了半解析有限元(SAFE)方法的计算框架,实现了对周向导波频散关系的精确求解,并在两种典型工业复合圆管结构中得到应用验证。研究表明,所提出的方法可以计算任意材料属性、任意层数以及任意环向截面形状的复合圆管中周向导波的频散曲线,具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 周向超声导波 半解析有限元法 多层复合圆管 频散曲线
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陶瓷基复合材料涡轮动叶榫头元件静强度实验及缺陷影响
5
作者 蒋婷 王子媛 +5 位作者 郭洪宝 洪智亮 陈小武 秦浩 张翔宇 董绍明 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期77-84,共8页
陶瓷基复合材料(ceramic matrix composites,CMC)涡轮动叶榫头是动叶装配与承受离心载荷的关键。为了研究熔渗工艺制备CMC榫头在叶片旋转径向拉伸载荷下的力学行为,验证榫头内部质量对其静拉伸强度与破坏模式的影响,设计并制备燕尾形CM... 陶瓷基复合材料(ceramic matrix composites,CMC)涡轮动叶榫头是动叶装配与承受离心载荷的关键。为了研究熔渗工艺制备CMC榫头在叶片旋转径向拉伸载荷下的力学行为,验证榫头内部质量对其静拉伸强度与破坏模式的影响,设计并制备燕尾形CMC高压涡轮动叶榫头元件试件,对其进行单轴静态拉伸实验,采用X射线CT无损检测对实验前试件内部质量进行扫描,采用DIC与声发射方法对实验过程进行监测。结果表明:燕尾形CMC榫头在单轴静态拉伸下保持完好接触,其静态拉伸强度与破坏模式对其内部质量(尤其是分层缺陷)非常敏感。试件不含分层缺陷时,损伤起始于榫头颈部,并迅速扩展,损伤起始载荷与最大破坏载荷接近,断口呈横向锯齿状;试件内部含分层缺陷时,损伤起始于缺陷,分层逐渐扩展并导致试件断裂,损伤起始载荷下降99.05%,最大破坏载荷下降14.29%,断口位置与分层缺陷一致。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 熔渗法 涡轮动叶 榫头 分层缺陷
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一种通过估测管路壁温辅助判断管路防火能力的方法
6
作者 王向辉 李松阳 《兵工自动化》 2023年第9期91-96,共6页
为给出航空发动机管路适航防火试验目视检查试验判据的数据支撑,提出一种在着火区域内外设置温度和应变传感器并通过仿真算出着火区域内试验件表面温度和应变状态的方法。通过研究管路防火试验测试过程中火焰区域内试验件表面温度、试... 为给出航空发动机管路适航防火试验目视检查试验判据的数据支撑,提出一种在着火区域内外设置温度和应变传感器并通过仿真算出着火区域内试验件表面温度和应变状态的方法。通过研究管路防火试验测试过程中火焰区域内试验件表面温度、试验件表面应力的变化分析,减少管路防火试验目视检查判据的主观性。结果表明,该方法可为试验结果提供数据支撑。 展开更多
关键词 航空发动机 管路防火试验 表面温度计算 表面应力计算
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单头部模型燃烧室燃烧组织及NOx排放 被引量：1
7
作者 王晶 张漫 +1 位作者 张弛 王建臣 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期94-103,共10页
采用光学诊断与三维数值模拟结合的方式,研究了中心分级贫油预混预蒸发模型燃烧室燃烧组织与NOx生成特征。试验测量了模型燃烧室流速、燃油、OH和NO组分浓度分布。通过与试验结果对比,采用基于雷诺平均Navier-Stokes方程的方法对流场的... 采用光学诊断与三维数值模拟结合的方式,研究了中心分级贫油预混预蒸发模型燃烧室燃烧组织与NOx生成特征。试验测量了模型燃烧室流速、燃油、OH和NO组分浓度分布。通过与试验结果对比,采用基于雷诺平均Navier-Stokes方程的方法对流场的预测误差为13.9%,喷雾张角预测误差为6.0%,预测的OH和NO组分分布特征与试验测量结果基本一致。数值结果表明,在单头部模型燃烧室中,主、预燃级火焰以弱耦合的方式组织燃烧,且大部分NO在预燃级高温区域生成。燃油分级比的变化(0.15~0.30)不影响燃烧室流动与火焰分布特征,但对燃烧室出口NOx生成量有一定影响,NOx生成量随着分级比增大而减少。 展开更多
关键词 燃烧组织 NOX排放 贫油预混预蒸发燃烧室 分级比 雷诺平均Navier-Stokes方程
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基于URANS/TPP模型的风扇转静干涉单音噪声预测
8
作者 蔡堉楠 纪良 +2 位作者 李旦望 夏烨 倪臻 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第22期170-181,共12页
为了解决风扇噪声三维高精度评估问题,基于非定常雷诺平均数值模拟(Unsteady Reynolds Average Numerical Simulation,URANS)模型和三平面压力(Triple Plane Pressure,TPP)模态匹配模型,发展了风扇转静干涉单音噪声数值预测方法。分析了... 为了解决风扇噪声三维高精度评估问题,基于非定常雷诺平均数值模拟(Unsteady Reynolds Average Numerical Simulation,URANS)模型和三平面压力(Triple Plane Pressure,TPP)模态匹配模型,发展了风扇转静干涉单音噪声数值预测方法。分析了URANS模型管道内单音计算的可行性,并建立了误差控制准则。在此基础上,采用URANS模型获得风扇非定常流场,同时基于TPP方法进行声源提取,得到管道内单音噪声的模态特性。基于国产某型大涵道比缩尺风扇试验数据,对模型准确性进行对比验证。结果表明,该模型能够进行转静干涉噪声的可靠预测。此外,进行了基于弯掠静子的低噪声叶片设计,并采用提出的数值模型分析了三维流场/声场,探究了基于叶型设计的转静干涉声源抑制机理,实现了对风扇低噪声设计的支撑。 展开更多
关键词 风扇单音噪声 转静干涉 非定常雷诺平均 三平面模态匹配 弯掠静子
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