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低雷诺数亚声速扩压平面叶栅试验

航空动力学报 2013年第1期28卷 171-179页

作者：凌代军王晖马昌友中国航空工业集团公司中国燃气涡轮研究院四川江油621703

采用试验方法研究了某亚声速扩压叶型叶片表面和尾迹区气流在低雷诺数条件下的流动特点,获得了叶型损失系数在不同雷诺数情况下的变化规律.试验结果表明:随着低雷诺数降低,叶片表面马赫数分布以及叶栅尾迹区流动均发生剧烈的变化,叶型... 详细信息

采用试验方法研究了某亚声速扩压叶型叶片表面和尾迹区气流在低雷诺数条件下的流动特点,获得了叶型损失系数在不同雷诺数情况下的变化规律.试验结果表明:随着低雷诺数降低,叶片表面马赫数分布以及叶栅尾迹区流动均发生剧烈的变化,叶型损失系数也急剧增大;叶型性能变化的转折雷诺数随进口马赫数增大而增大;低雷诺数下叶片吸力面的流动分离是引起叶栅尾迹特性改变和损失系数迅速增大的主要原因.

关键词：低雷诺数平面叶栅气动性能尾迹区损失系数

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压力敏感涂料技术及其应用

航空动力学报 2006年第2期21卷 225-233页

作者：刘波周强靳军马昌友西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072

20世纪80年代以来,随着生物化学、光学、信息技术和图形处理技术等领域的进展,压力敏感涂料(PSP)技术因其操作便利、成本较低、对流场无干扰和检测范围广等优点而得到广泛应用。本文通过对PSP技术基本原理、发展状况的阐述和未来发展方... 详细信息

20世纪80年代以来,随着生物化学、光学、信息技术和图形处理技术等领域的进展,压力敏感涂料(PSP)技术因其操作便利、成本较低、对流场无干扰和检测范围广等优点而得到广泛应用。本文通过对PSP技术基本原理、发展状况的阐述和未来发展方向的展望,以及该技术在内外流应用的实例,在力图展现PSP技术全貌的基础上,尽可能介绍PSP技术在内外流应用中的差异、温度敏感涂料的作用、内流校正方式与过程等内容。

关键词：航空航天推进系统压力敏感涂料温度敏感涂料 PSP技术图像处理叶轮机械

涵道比调节对核心机驱动风扇级与高压压气机匹配性能影响

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航空动力学报 2018年第2期33卷 392-401页

作者：马昌友侯敏杰幸晓龙中国航空发动机集团有限公司四川燃气涡轮研究院航空发动机高空模拟技术重点实验室四川绵阳621000

根据某核心机驱动风扇级与高压压气机匹配气动布局的特点,建立了匹配状态点关联预估简化方程并发展了匹配性能预估程序。基于两个压缩部件性能试验数据,进行了典型匹配状态涵道比预估及特点分析,研究了等转速下涵道比调节对两个压缩部... 详细信息

根据某核心机驱动风扇级与高压压气机匹配气动布局的特点,建立了匹配状态点关联预估简化方程并发展了匹配性能预估程序。基于两个压缩部件性能试验数据,进行了典型匹配状态涵道比预估及特点分析,研究了等转速下涵道比调节对两个压缩部件工作状态点变化规律以及匹配性能影响。结果表明:(1)涵道比设置不合理将会导致压缩部件发生旋转失速或喘振现象,从而影响两者的匹配工作;(2)随着涵道比增大,核心机驱动风扇级工况点逐渐从近喘点向堵塞点方向偏移,而高压压气机的工况点变化趋势正好相反。核心机驱动风扇级的流量变化范围比高压压气机的窄,这使得匹配总压比-流量特性线更加陡峭;(3)存在最佳匹配涵道比使稳定工作裕度和近失速边界匹配总压比达到最大,并且此时的匹配峰值总效率接近最大匹配峰值总效率;(4)随着匹配转速的提高,典型匹配涵道比呈现逐渐减小趋势,外涵流量在85%换算转速时达到最大,因此在进行外涵流道设计需全面考虑压气机的工作特性。

关键词：变循环核心压气机核心机驱动风扇级涵道比匹配性能

PIV技术在暂冲式风洞高亚音速平面叶栅流场测量中的应用

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热能动力工程 2014年第2期29卷 133-138,214-215页

作者：马昌友侯敏杰杨灵梁俊中国航空工业集团公司中国燃气涡轮研究院四川江油621703

针对PIV技术在暂冲式风洞高亚音速平面叶栅流场测量中遇到的示踪粒子投放问题,本研究通过采用高压雾化式粒子发生器以及安装在稳压段前的撒播器,有效地使示踪粒子均匀地与主流混合,并成功对某扩压叶栅在设计攻角下的叶栅流道及尾迹速度... 详细信息

针对PIV技术在暂冲式风洞高亚音速平面叶栅流场测量中遇到的示踪粒子投放问题,本研究通过采用高压雾化式粒子发生器以及安装在稳压段前的撒播器,有效地使示踪粒子均匀地与主流混合,并成功对某扩压叶栅在设计攻角下的叶栅流道及尾迹速度场进行测量,获得了进口马赫数从0.3至0.73的二维速度矢量场。为了验证PIV试验结果的可靠性,对叶栅流场进行了数值模拟。结果对比表明:采用PIV技术测得的叶栅中截面二维速度矢量场合理地反映了叶片槽道及尾迹的流动结构,与数值模拟结果较为接近;对于跨、超音速或大攻角下叶栅流场,需考虑是示踪粒子壁面污染对测量的影响。本研究提出的PIV测量技术可应用于基于吸附式、合成射流等流动控制技术的高亚音速叶栅流场的测量。

关键词：暂冲式风洞平面叶栅 PIV测量试验研究数值模拟

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出口支板周向布局对上游流场影响效应研究

推进技术 2006年第3期27卷 262-265页

作者：王掩刚刘波马昌友管继伟西北工业大学翼型叶栅空气动力学国防重点实验室陕西西安710072

应用高精度无波动格式结合LU-SGS求解方法,研究了下游支板对上游流场的影响。结果表明,支板和上游叶片的周向相对位置的变化可以有效地改变上游区域的压力畸变分布;随着静子叶片右移,在进口截面处最大压力畸变逐渐增大,之后呈下降趋势;... 详细信息

应用高精度无波动格式结合LU-SGS求解方法,研究了下游支板对上游流场的影响。结果表明,支板和上游叶片的周向相对位置的变化可以有效地改变上游区域的压力畸变分布;随着静子叶片右移,在进口截面处最大压力畸变逐渐增大,之后呈下降趋势;对上游进口段,特别是靠近叶片前缘区域流场参数分布有较大影响,但对于上游叶片表面马赫数影响不大。

关键词：涡轮风扇发动机支板流场畸变布局数值仿真

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串列叶栅流场特性的试验与数值模拟

热能动力工程 2013年第5期28卷 449-454,547-548页

作者：刘志刚梁俊凌代军马昌友西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072 中国燃气涡轮研究院四川成都610500

对某型串列叶栅以及独立后排叶栅进行了多工况下性能和油流显示试验以及数值模拟,分析了串列叶栅的流场特性及前排叶片对后排叶片流场的影响。通过对试验结果分析发现,串列叶栅的攻角特性范围较宽,气流转折角大,损失较单排叶片约增加40%... 详细信息

对某型串列叶栅以及独立后排叶栅进行了多工况下性能和油流显示试验以及数值模拟,分析了串列叶栅的流场特性及前排叶片对后排叶片流场的影响。通过对试验结果分析发现,串列叶栅的攻角特性范围较宽,气流转折角大,损失较单排叶片约增加40%;前排叶片的存在一定程度上使得后排叶片流场受攻角变化的影响减小,并使其吸力面的马赫数峰值降低5%;对比试验与数值模拟结果后发现,压力面马赫数分布吻合较好,吸力面试验值略高于计算值;前排和后排叶片之间相对位置对串列叶栅的性能有着至关重要影响,需要对此进行深入研究。

关键词：串列叶栅流场特性数值模拟油流显示测试点

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多级压气机非定常流场数值分析

工程热物理学报 2007年第Z1期28卷 125-128页

作者：王掩刚刘波管继伟马昌友西北工业大学翼型叶栅空气动力学国防重点实验室陕西西安710072

通过双时间步求解三维非定常N-S方程,获取多级压气机内部非定常流场细节,为深刻认识多级、逆压环境下叶轮机内部非定常流动特征,进而提高其性能提供有益参考,分析结果表明:动/静叶排相干对下游静子叶片表面压力分布影响随着半径增大而增... 详细信息

通过双时间步求解三维非定常N-S方程,获取多级压气机内部非定常流场细节,为深刻认识多级、逆压环境下叶轮机内部非定常流动特征,进而提高其性能提供有益参考,分析结果表明:动/静叶排相干对下游静子叶片表面压力分布影响随着半径增大而增大;当上游尾迹输运至下游叶片通道时,低能量气流团将会充分与主流掺混,可能导致损失增加,当上游尾迹区域输运至下游静子前缘时,对应的叶栅通道低马赫数区域相对较小;由于下游静子叶片的位势作用,其对上游转子叶片尾缘流动结构产生较大影响,随着流面半径增大,下游叶片对上游流场的位势作用愈明显,非定常分离流动形式差别愈大。

关键词：多级压气机非定常流动/静相干尾迹

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转子叶尖间隙非定常压力场频谱分析

实验流体力学 2007年第2期21卷 93-97页

作者：刘波马昌友王掩刚侯为民西北工业大学翼型叶栅空气动力学国防重点实验室陕西西安710072

深入研究压缩机转子叶尖间隙非定常压力脉动,掌握其变化规律,对进一步提高压缩机效率是非常重要的。利用快速傅立叶变换技术(FFT)将转子叶尖间隙非定常压力场时域图转换成频谱图,分析了其频谱特性与转子转速、出口背压以及叶尖间隙轴向... 详细信息

深入研究压缩机转子叶尖间隙非定常压力脉动,掌握其变化规律,对进一步提高压缩机效率是非常重要的。利用快速傅立叶变换技术(FFT)将转子叶尖间隙非定常压力场时域图转换成频谱图,分析了其频谱特性与转子转速、出口背压以及叶尖间隙轴向位置的关系,同时与压缩机的气动性能和气流稳定性相关联。实验表明:转子叶尖间隙非定常压力脉动主频随着转子转速的提高而增大,与出口背压无关;主频的峰值随着转速的提高而升高,随着出口背压的提高而降低;同前、后缘相比,转子叶尖中部非定常压力脉动主频的峰值在叶中较大。研究结果对研究其它旋转流场压力脉动也有参考价值。

关键词：叶轮机械间隙流动非定常流动频谱特性

轴流压气机转子叶尖间隙非定常动态压力测量与频谱分析

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轴流压气机转子叶尖间隙非定常动态压力测量与频谱分析

作者：马昌友西北工业大学

学位级别：硕士

压气机是利用叶片进行机械能量与流体能量相互转换的一种旋转机械，广泛应用于能源动力、航空等与国民经济及国防安全紧密相关的领域。深入研究压气机转子叶尖间隙流场非定常压力脉动，掌握非定常流场结构和能量损失机理，对进一步提高... 详细信息

压气机是利用叶片进行机械能量与流体能量相互转换的一种旋转机械，广泛应用于能源动力、航空等与国民经济及国防安全紧密相关的领域。深入研究压气机转子叶尖间隙流场非定常压力脉动，掌握非定常流场结构和能量损失机理，对进一步提高压气机效率是非常重要的。本文对一单级轴流压气机的转子叶尖间隙流场的动态压力进行了测量与研究。在靠近转子叶片处机匣端壁上放置Kulite高频动态压力传感器，通过调节压气机不同的工作状态，测量叶尖前后端壁流场动态压力脉动，利用快速傅里叶变换，把压力信号从时域转换到频域，从频谱的角度揭示轴流压气机转子叶尖间隙的非定常压力脉动特征，以及其随着压气机转子转速、出口背压、静叶周向位置等工况变化规律，同时分析压气机的气动性能与气流稳定性的关联。为了提高流场动态压力的测量准确度，文中对组成动态压力测量系统的动态压力传感器、采集系统、测量分析软件等的选取和安装进行了详细的介绍。另外，为了降低干扰源对测量系统的影响，采取了干扰源屏蔽措施。试验结果显示了转子叶尖前后非定常流场压力脉动频谱中主要含有一阶谱以及二阶谱、三阶谱等高阶谱。一阶谱频率即基频只与转子转速和转子叶片数相关，与出口背压等压气机其它工况无关，随着转速升高，基频相应增大。文中主要分析了转子转速、出口背压以及静叶周向位置对一到四阶谱峰值的影响。随着转子转速的提高，各阶谱峰值呈现上升趋势，但对叶尖前后流场影响程度不同，对叶尖中部处流场影响最大，其次是叶尖前、后缘处流场。出口背压提高，叶尖中部处各阶谱峰值呈现明显下降趋势，叶尖前缘处一阶谱峰值也有略微下降趋势，但叶尖尾缘处一阶谱峰值有略微上升趋势，高阶谱峰值变化不明显。静叶周向位置对上游流场压力脉动各阶谱峰值也有略微的影响。本文的研究结果对研究其它旋转机械流场压力脉动也有参考价值。

关键词：轴流压气机非定常压力间隙流动频谱特性