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涡扇排气系统结构参数对排气声压级影响

推进技术 2010年第3期31卷 309-313,319页

作者：单勇张靖周南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

基于三维CFD和宽带噪声模型,对不同结构的涡扇排气系统流场和出口声压场分布展开数值计算与分析,获得涵道比、波瓣强迫混合器穿透比和混合段长径比对排气出口声压级的影响规律。数值结果表明:排气系统出口声压级分布与径向速度梯度相对... 详细信息

基于三维CFD和宽带噪声模型,对不同结构的涡扇排气系统流场和出口声压场分布展开数值计算与分析,获得涵道比、波瓣强迫混合器穿透比和混合段长径比对排气出口声压级的影响规律。数值结果表明:排气系统出口声压级分布与径向速度梯度相对大小分布一致,排气出口速度梯度的减小可以降低排气噪声。涵道比在0.5～3.0,长径比在1～2之间,排气系统涵道比和排气混合段长径比的增加可以降低喷管出口平均噪声声压级;在相同涵道比下,波瓣强迫混合器穿透比的增加,出口平均噪声声压级先大幅减小后缓慢增加。

关键词：涡扇发动机波瓣强迫混合器声压级数值计算

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自耦合射流冲击冷却的数值计算

工程热物理学报 2004年第4期25卷 646-648页

作者：谭晓茗张靖周南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

本文利用动网格技术对两维自耦合射流冲击冷却恒热流壁面进行了数值模拟,腔体底面具有一定的运动规律,每个时间步网格会重新划分。通过对流场和温度场的分析,得出以下结论:自耦合射流是零质量射流,射流的截面速度分布具有自相似性。涡... 详细信息

本文利用动网格技术对两维自耦合射流冲击冷却恒热流壁面进行了数值模拟,腔体底面具有一定的运动规律,每个时间步网格会重新划分。通过对流场和温度场的分析,得出以下结论:自耦合射流是零质量射流,射流的截面速度分布具有自相似性。涡对的平移和破碎影响了温度场的分布,从而冲击靶面温度最低点不是出现在射流驻点区,而是对应于涡对破碎、紊流度最大的位置。

关键词：自耦合射流冲击冷却数值模拟

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波瓣喷射器强化混合的数值研究

航空动力学报 2011年第9期26卷 1935-1940页

作者：单勇张靖周朱华萍南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

利用FLUENT CFD(computational fluid dynamics)数值计算软件,对波瓣喷射器中无化学反应异类气体的混合过程进行了数值研究,二氧化碳气体作为主流从波瓣状狭缝中喷出,与同向空气流在混合管内进行混合.获得了两股气流相互混合过程中的速... 详细信息

利用FLUENT CFD(computational fluid dynamics)数值计算软件,对波瓣喷射器中无化学反应异类气体的混合过程进行了数值研究,二氧化碳气体作为主流从波瓣状狭缝中喷出,与同向空气流在混合管内进行混合.获得了两股气流相互混合过程中的速度分布、流向涡分布、组分分布等相关信息,分析了波瓣喷射器结构参数对流向涡环流强度的影响.波瓣喷射器诱导的流向涡强化了同向流动气体之间的混合效率,组分分布较为均匀.

关键词：波瓣喷射器流向涡混合特性数值计算强化混合

致密孔阵气膜冷却绝热温比和对流换热系数的数值研究

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航空动力学报 2009年第6期24卷 1229-1235页

作者：谢浩张靖周南京师范大学动力工程学院南京210042 南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

采用数值模拟方法研究了气膜孔叉排方式下孔间距和吹风比对致密孔阵气膜冷却绝热温比和对流换热系数的影响.结果表明:减小相邻孔间距与孔径比或增加吹风比,平均壁面温度就越低,且温度分布更为均匀,绝热温比提高,热侧壁面平均换热系数也... 详细信息

采用数值模拟方法研究了气膜孔叉排方式下孔间距和吹风比对致密孔阵气膜冷却绝热温比和对流换热系数的影响.结果表明:减小相邻孔间距与孔径比或增加吹风比,平均壁面温度就越低,且温度分布更为均匀,绝热温比提高,热侧壁面平均换热系数也随之增大;相对于增加气膜孔阵的密集程度而言,吹风比的增加所带来的绝热温比改善和对流换热系数增加幅度略有减弱.特别是当吹风比大于1以后,吹风比的影响程度比较微弱.

关键词：气膜冷却绝热温比对流换热数值模拟

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敷设热障涂层气冷叶片温度分布数值研究

航空动力学报 2012年第2期27卷 357-364页

作者：王利平张靖周姚玉南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

针对一种内冷通道射流腔交替布置在压力面和吸力面的叶片冷却结构,利用FLUENT软件对敷设热障涂层的气冷叶片温度分布进行了三维共轭传热计算,分析了热障涂层厚度对叶片金属基体表面温降水平的影响,同时对比了有/无考虑燃气与叶片表面辐... 详细信息

针对一种内冷通道射流腔交替布置在压力面和吸力面的叶片冷却结构,利用FLUENT软件对敷设热障涂层的气冷叶片温度分布进行了三维共轭传热计算,分析了热障涂层厚度对叶片金属基体表面温降水平的影响,同时对比了有/无考虑燃气与叶片表面辐射换热的叶片表面温度分布差异.研究结果表明:在叶栅通道燃气流进口总温为1 600K、冷却气流进口总温为700K的条件下,当冷却气流与主流流量之比约为7.47%、热障涂层厚度为0.2mm时,该叶片冷却结构的最高温度可以控制在1100K以内;在假设热障涂层表面发射率与金属壁面发射率相同的前提下,厚度0.15～0.35mm的热障涂层可获得的最大降温大约在80～180K范围内;考虑/不考虑辐射换热的叶片表面最大温差可以达到60K.

关键词：涡轮叶片气冷叶片冷却结构共轭传热计算热障涂层温度分布

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球型收敛调节片喷管红外特性数值研究

航空学报 2009年第9期30卷 1576-1582页

作者：王宏亮张靖周单勇南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

通过数值模拟的方法,研究了喉部宽高比、下俯和偏航矢量作动角等3个结构参数对球型收敛调节片喷管(SCFN)后半球红外辐射空间分布的影响规律。结果表明:①喉部宽高比的增大使得铅垂对称面内(zOx)的红外辐射得到很好的抑制,当二元喷管喉... 详细信息

通过数值模拟的方法,研究了喉部宽高比、下俯和偏航矢量作动角等3个结构参数对球型收敛调节片喷管(SCFN)后半球红外辐射空间分布的影响规律。结果表明:①喉部宽高比的增大使得铅垂对称面内(zOx)的红外辐射得到很好的抑制,当二元喷管喉部宽高比达到3.5时,尾向0°方向的红外辐射强度相对于基准圆形喷口降低了17.6%,水平对称面(yOz)内部分探测角度则出现了红外辐射增强的现象;②喷管调节片下俯作动角在zOx对称面310°～350°范围以及偏航作动角在yOz对称面330°～350°范围,红外辐射强度呈现增强趋势,而在无矢量作动的对称面内,红外辐射强度则得到有效抑制。

关键词：球型收敛调节片喷管矢量推力喉部宽高比红外辐射数值模拟

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弯曲混合管引射系统引射-混合特性数值研究

南京航空航天大学学报 2008年第2期40卷 137-141页

作者：单勇张靖周南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

通过三维CFD数值计算,揭示弯曲混合管-波瓣喷管构成的引射混合系统内流场特性,分析了引射系统主要结构参数对引射混合器性能产生的影响。计算结果表明:混合管的弯曲,迫使主流发生偏转,高速主流对壁面冲击,造成近壁面以及混合管内的静压... 详细信息

通过三维CFD数值计算,揭示弯曲混合管-波瓣喷管构成的引射混合系统内流场特性,分析了引射系统主要结构参数对引射混合器性能产生的影响。计算结果表明:混合管的弯曲,迫使主流发生偏转,高速主流对壁面冲击,造成近壁面以及混合管内的静压升高,故降低了系统引射流量;高温核心主流随着弯曲引起的二次流向弯管外侧运动,继而向两侧运动,温度等值线最终呈马鞍状。混合管弯曲角度对引射系数影响很大,弯曲角度的增加造成引射流量的迅速减小。弯曲角度大于40°后,混合管出口的热混合效率急剧降低。波瓣瓣宽增加引起混合管截面比减小和主流速度减小,导致引射流量比的急剧减小。随着波瓣扩张角的增大,引射流量比呈先增加后减小趋势。

关键词：数值模拟混合器引射器波瓣喷管弯曲混合管

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旋转封严篦齿风阻温升的试验研究与数值分析

航空动力学报 2013年第6期28卷 1402-1408页

作者：王鹏飞郭文张靖周南京航空航天大学能源与动力学院南京210016 中国航空工业集团公司中国燃气涡轮研究院成都610500

选取具有典型封严结构的真实尺寸台阶型封严篦齿,通过高速旋转条件下的风阻温升特性试验,进行了进出口压比(1.05～2.8)、封严间隙与齿尖厚度比(相对封严间隙)(2.4～4.0)、雷诺数(1 900～28 000)及转速(0～12 000r/min)等参数对篦齿泄漏... 详细信息

选取具有典型封严结构的真实尺寸台阶型封严篦齿,通过高速旋转条件下的风阻温升特性试验,进行了进出口压比(1.05～2.8)、封严间隙与齿尖厚度比(相对封严间隙)(2.4～4.0)、雷诺数(1 900～28 000)及转速(0～12 000r/min)等参数对篦齿泄漏流风阻温升的影响研究.并基于试验条件,采用renormali-zation group(RNG)k-ε湍流模型,对同一篦齿的风阻温升特性进行了数值计算.结果表明:篦齿泄漏流温升随进出口压比、雷诺数、封严间隙与齿尖厚度比的增加而减小,但随转速的增加而增大.数值计算结果与试验数据吻合良好,台阶型封严篦齿第1道和第2道封严齿内的风阻温升最为显著,前两道封严齿内的温升占总温升的60%.根据试验结果,提出了计算台阶型篦齿泄漏流温升的经验公式,其计算结果与试验数据具有较好的符合性.

关键词：空气系统篦齿风阻温升泄漏流湍流模型

波瓣喷管结构参数对引射混合器性能影响的数值研究

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航空动力学报 2005年第6期20卷 973-977页

作者：单勇张靖周南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

通过三维CFD数值计算,研究了波瓣喷管几何结构参数对波瓣喷管引射-混合器的影响规律.计算结果表明:瓣宽增加导致引射流量和波瓣出口处速度环量减小,热混合效率降低,但可以减小混合流动损失,提高总压恢复系数.波瓣扩张角的改变,对引射流... 详细信息

通过三维CFD数值计算,研究了波瓣喷管几何结构参数对波瓣喷管引射-混合器的影响规律.计算结果表明:瓣宽增加导致引射流量和波瓣出口处速度环量减小,热混合效率降低,但可以减小混合流动损失,提高总压恢复系数.波瓣扩张角的改变,对引射流量的改变因不同混合管尺寸而异,在混合管直径较小时,随着波瓣扩张角在20°～90°范围内增大,引射流量呈先增加后减小的趋势;在混合管直径较大时,引射量持续提高.扩张角的增加可提高速度环量,但是流动混合损失增加,总压恢复系数减小.

关键词：航空航天推进系统波瓣喷管引射-混合器数值计算