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压气机中介机匣畸变效应的研究

推进技术 2021年第2期42卷 272-280页

作者：高丽敏吴瑜邓卫敏陈顺蔡明西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072 西北工业大学翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室陕西西安710072

为深入了解中介机匣畸变效应,提出了一组中介机匣畸变效应评估参数,并基于提出的评估参数,对小型涡扇发动机中介机匣进行了畸变效应研究,分析得到中介机匣对于流场畸变的作用机理。研究结果表明:随着进气畸变范围的增大,中介机匣出口畸... 详细信息

为深入了解中介机匣畸变效应,提出了一组中介机匣畸变效应评估参数,并基于提出的评估参数,对小型涡扇发动机中介机匣进行了畸变效应研究,分析得到中介机匣对于流场畸变的作用机理。研究结果表明:随着进气畸变范围的增大,中介机匣出口畸变程度相比进口的放大程度逐渐减弱,甚至出现畸变程度缩小;出口流场与进口流场相比,靠近上环壁的低总压区范围减小,靠近下环壁的低总压区范围则会放大;进口流场在上环壁附近的低总压区范围的增大,将恶化出口流场在下环壁附近的畸变程度,而进口流场在下环壁附近的低总压区范围的增大,则会改善出口流场在下环壁附近的畸变程度。

关键词：压气机中介机匣畸变效应评估流场畸变畸变传递

支板型线对压气机中介机匣性能影响的试验研究

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哈尔滨工程大学学报 2024年第6期45卷 1033-1040页

作者：赵龙辉徐宁汪作心陆华伟大连海事大学船舶与海洋工程学院辽宁大连116026 中国船舶集团有限公司第七〇三研究所黑龙江哈尔滨150078 船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室—海洋工程燃气轮机实验室黑龙江哈尔滨150078

为了明确支板对中介机匣气动性能的影响,本文针对某一舰船燃气轮机压气机中介机匣的2种不同支板开展了对比试验研究。试验结果显示:在0.2、0.3和0.4Ma工况下,改型支板较原型支板中介机匣的出口总压损失系数分别降低37%、79%和77%,原型... 详细信息

为了明确支板对中介机匣气动性能的影响,本文针对某一舰船燃气轮机压气机中介机匣的2种不同支板开展了对比试验研究。试验结果显示:在0.2、0.3和0.4Ma工况下,改型支板较原型支板中介机匣的出口总压损失系数分别降低37%、79%和77%,原型支板尾迹损失远大于改型支板,但主流区域油流和气动测量结果相似。这说明主流区域轴向压力变化不受支板型线影响,但相较于原型支板,改型支板能够有效降低中介机匣的气动损失。

关键词：支板中介机匣角区分离气动性能总压损失压气机气动试验油流燃气轮机型线

大落差长度比中介机匣气动性能试验及数值模拟

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航空动力学报 2022年第7期37卷 1560-1568页

作者：刘建明郝晟淳武卉赵展张雷李昊中国航空发动机集团有限公司沈阳发动机研究所沈阳110015

为了考察中介机匣气动性能水平并验证设计方法,对中介机匣进行了气动性能试验,同时采用NUMECA Fine软件进行了相应的数值模拟。为了准确测量流过中介机匣内涵的气流流量,设计了一种流量测量装置并进行了精度校核,结果表明:测量精度的相... 详细信息

为了考察中介机匣气动性能水平并验证设计方法,对中介机匣进行了气动性能试验,同时采用NUMECA Fine软件进行了相应的数值模拟。为了准确测量流过中介机匣内涵的气流流量,设计了一种流量测量装置并进行了精度校核,结果表明:测量精度的相对偏差小于1.5%。针对高进口马赫数时在进口平直段上两侧的壁面静压比中间区域小,以及某些涵道比未能调节到目标进口马赫数的情况,进行了相应的数值模拟并提出了解决方案。用单点总压管对内、外涵出口进行了扇面测量,得到了内涵的总性能曲线、总压恢复系数径向变化曲线及内、外涵总压恢复系数云图,并与计算结果进行对比,结果表明:内涵总性能曲线及内、外涵总压恢复系数云图的计算结果与试验结果吻合较好,在设计状态下,内、外涵出口测量截面的总压恢复系数分别为0.992 1、0.986,两数值均高于设计指标,中介机匣具有较好的气动性能。

关键词：中介机匣大落差长度比涵道比气动性能总压恢复系数

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基于自适应Kriging的中介机匣结构可靠性分析

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航空动力学报 2024年第9期39卷 59-67页

作者：邸昊源李洪双南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室南京210016

为了探究中介机匣在多失效模式下的结构可靠性分析方法,建立了参数化有限元模型进行确定性分析。考虑航空发动机中介机匣的材料性能、几何参数及外部载荷的不确定性,对中介机匣两种最典型失效模式:静强度失效以及刚度失效建立极限状态... 详细信息

为了探究中介机匣在多失效模式下的结构可靠性分析方法,建立了参数化有限元模型进行确定性分析。考虑航空发动机中介机匣的材料性能、几何参数及外部载荷的不确定性,对中介机匣两种最典型失效模式:静强度失效以及刚度失效建立极限状态函数。通过构造两失效模式下的自适应Kriging(adaptive Kriging,AK)模型并结合广义子集模拟(generalized subset simulation,GSS)方法评估中介机匣结构失效概率,并基于Copula函数理论对中介机匣失效模式的相关性进行建模,明确两失效模式之间的相互影响,并与AKGSS方法计算结果进行对比。结果表明:中介机匣结构系统失效概率在10^(-6)量级;相较于传统方法,AK-GSS方法求解中介机匣结构失效概率时计算时长缩减了87.7%且几乎未损失计算精度。除此之外,考虑中介机匣两失效模式相关时AK-GSS方法依旧具有高精度。

关键词：中介机匣参数化建模 Copula模型自适应Kriging 广义子集模拟

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压气机中介机匣几何结构的试验验证

航空动力学报 2013年第10期28卷 2326-2331页

作者：李斌吴亚东滕金芳杜朝辉上海交通大学航空航天学院上海200240

对4个压气机中介机匣试验件进行了试验研究,包括原型、优化模型、支板根部前掠及流道延长4种方案.试验利用压力扫描阀及气动探针对试验件进出口总温、总压,上下壁面,大支板50%叶高处的静压进行测量,分析几何结构对中介机匣性能的影响.... 详细信息

对4个压气机中介机匣试验件进行了试验研究,包括原型、优化模型、支板根部前掠及流道延长4种方案.试验利用压力扫描阀及气动探针对试验件进出口总温、总压,上下壁面,大支板50%叶高处的静压进行测量,分析几何结构对中介机匣性能的影响.试验结果表明:增加流道轴向距离可提高中介机匣性能;优化后中介机匣壁面型线可改善进出口总压分布;下壁面型线对流动加减速有重要影响,优化后压力分布较平稳;优化需考虑支板影响.

关键词：中介机匣支板几何结构压力梯度流道曲率

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压气机中介机匣全流量工况特性的数值研究

推进技术 2021年第11期42卷 2438-2444页

作者：赵磊刘锬韬高丽敏邓卫敏西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072 西北工业大学翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室陕西西安710072

为全面评价压气机中介机匣性能,从上下游匹配角度,定义了中介机匣节流特性,从流动损失、出口畸变和流量阻塞三个方面,在全流量工况范围内评估中介机匣的性能,并给出了相应性能参数表达式。在均匀和实际不均匀总压入口条件下,对小型涡扇... 详细信息

为全面评价压气机中介机匣性能,从上下游匹配角度,定义了中介机匣节流特性,从流动损失、出口畸变和流量阻塞三个方面,在全流量工况范围内评估中介机匣的性能,并给出了相应性能参数表达式。在均匀和实际不均匀总压入口条件下,对小型涡扇发动机压气机中介机匣流场进行数值计算,获取其全流量工况性能参数,并分析其流动机理。计算结果表明:中介机匣的出口总压损失和总压畸变程度随流量增加而增加;在实际不均匀进气条件下,流动损失和畸变程度均大于均匀进气条件;当中介机匣的设计流量和最大流量接近时,会造成压气机和中介机匣共同工作的阻塞流量明显减少。因此,对中介机匣进行性能评价时应考虑到实际的入口条件和非设计点的影响,在设计和选配中介机匣时应保证足够的流量裕度。

关键词：压气机中介机匣节流特性进气畸变流动损失流量阻塞

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中介机匣可调放气活门数值研究

科学技术与工程 2020年第31期20卷 13061-13066页

作者：韦禹羌晓青董威欧阳华上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学航空航天学院上海200240 燃气轮机与民用航空发动机教育部工程研究中心上海200240

为研究中介机匣可调放气活门在不同进口工况下的放气特性及其对内涵出口总压畸变的影响,采用数值方法对不同活门开度和进口工况下的中介机匣流场进行了研究。结果表明:可调活门开度不变时,活门相对放气量基本恒定,与进口工况无关;进口... 详细信息

为研究中介机匣可调放气活门在不同进口工况下的放气特性及其对内涵出口总压畸变的影响,采用数值方法对不同活门开度和进口工况下的中介机匣流场进行了研究。结果表明:可调活门开度不变时,活门相对放气量基本恒定,与进口工况无关;进口工况和外涵道的流量变数在确定的活门开度下可近似看作线性关系;进口工况一定时,随着可调活门逐渐打开,由活门产生的附加涡系结构使得内涵出口近机匣处低压区范围变大,近轮毂处低压区范围基本不变,内涵总压损失加剧。

关键词：中介机匣可调放气活门数值模拟放气特性总压畸变

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中介机匣流道与支板转接圆角数值模拟

特种铸造及有色合金 2023年第12期43卷 1710-1713页

作者：刘珍君张荣强朱小平杨草薄煜崔婧钰陈正阳河北钢研德凯科技有限公司中国航发贵州黎阳航空动力有限公司北京钢研高纳科技股份有限公司

以ZTC-4钛合金中介机匣为研究对象,利用ProCAST有限元软件对圆角值分别为3、5和7 mm的流道与支板转接进行了数值模拟分析。结果表明,不同流道与支板转接处的圆角值温度场变化与热裂倾向结果基本一致;在分流环应力分布中,流道与支板转接... 详细信息

以ZTC-4钛合金中介机匣为研究对象,利用ProCAST有限元软件对圆角值分别为3、5和7 mm的流道与支板转接进行了数值模拟分析。结果表明,不同流道与支板转接处的圆角值温度场变化与热裂倾向结果基本一致;在分流环应力分布中,流道与支板转接圆角值为5 mm与7 mm所形成的应力场分布均优于3 mm的;随后利用小孔法对中介机匣表面的残余应力进行了测量,结果与模拟结果基本吻合,验证了模拟的准确性。

关键词：精密铸造中介机匣数值模拟

非轴对称端壁造型在大径向落差长度比压气机中介机匣中的应用

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空气动力学学报 2024年第11期42卷 33-42,I0001页

作者：茅晓晨李敏高丽敏吴瑜西北工业大学动力与能源学院西安710072 西北工业大学翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室西安710072

为探索非轴对称端壁造型在大径向落差长度比压气机中介机匣中的应用潜力,采用数值仿真方法研究了该类中介机匣的气动特性,以及轮毂非轴对称端壁造型对中介机匣流动特性和节流特性的影响。结果表明:中介机匣内部流动损失和出口流场畸变... 详细信息

为探索非轴对称端壁造型在大径向落差长度比压气机中介机匣中的应用潜力,采用数值仿真方法研究了该类中介机匣的气动特性,以及轮毂非轴对称端壁造型对中介机匣流动特性和节流特性的影响。结果表明:中介机匣内部流动损失和出口流场畸变主要源于支板角区分离,且均随流体流量的增大而变强,而支板角区分离范围的变化趋势则相反,即随流量的增大而减小。由此,提出一种基于三角函数的非轴对称端壁造型方法,通过改变支板附近轮毂型线的曲率和轴向压力梯度,有效削弱支板角区分离强度,显著改善了中介机匣大流量工作范围内(相对流量不低于0.6)出口流场的畸变强度,使中介机匣总压损失系数降低约6.4%。

关键词：压气机中介机匣角区分离端壁造型节流特性