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增材制件内流道精整加工技术研究进展

中国机械工程 2023年第7期34卷 757-769页

作者：王磊邬宇梁赵纪元卢秉恒西安交通大学高端制造装备协同创新中心西安710054 国家增材制造创新中心西安710300 北京信息科技大学自动化学院北京100192

金属增材制造技术在航空航天领域具有复杂内流道的构件成形上具有广阔的应用前景,然而具有复杂内流道的增材制件的精整加工是工业应用的瓶颈问题。分析了内流道机械抛光技术、化学与电化学抛光技术、电解质等离子抛光技术的加工原理、... 详细信息

金属增材制造技术在航空航天领域具有复杂内流道的构件成形上具有广阔的应用前景,然而具有复杂内流道的增材制件的精整加工是工业应用的瓶颈问题。分析了内流道机械抛光技术、化学与电化学抛光技术、电解质等离子抛光技术的加工原理、关键技术及国内外研究进展。针对增材制件内流道精整加工需求,分别研究了机械抛光技术、化学与电化学抛光技术、电解质等离子抛光技术的适应性问题及探索方向。针对增材制件内流道精整加工关键技术发展趋势提出了展望:①研究针对功能梯度材料、多金属材料的增材制件内流道精整加工技术;②研究针对具有复杂几何形状、内部复杂分叉、渐变毛细结构、拓扑结构等复杂内流道的复合精整加工技术或组合加工技术;③研究针对内流道精整加工质量的高精度检测方法和几何误差的三维重构技术。

关键词：增材制造内流道精整技术孔加工电解质等离子抛光

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高超飞行器进气道/内流道流动特性试验

航空动力学报 2007年第10期22卷 1704-1709页

作者：王成鹏张红英孙姝王江峰程克明南京航空航天大学航空宇航学院南京210016

用Ma∞=7风洞试验的方法研究了一种吸气式高超声速飞行器二维进气道/内流道的流场特征与起动特性.试验结果表明：在来流总压0.5～1.9 MPa、单位雷诺数2.48×10^6～7.95×10^6范围内,进气道起动的前提下,进气道/内流道沿程压力分布受来... 详细信息

用Ma∞=7风洞试验的方法研究了一种吸气式高超声速飞行器二维进气道/内流道的流场特征与起动特性.试验结果表明：在来流总压0.5～1.9 MPa、单位雷诺数2.48×10^6～7.95×10^6范围内,进气道起动的前提下,进气道/内流道沿程压力分布受来流总压、雷诺数的影响变化很小;在进气道外压缩段流动未受干扰前进气道隔离段最大可承受反压约为250倍自由来流压力;未加侧板时该进气道具有自起动能力,加侧板后隔离段出口压力有所增加;在设计点工况,该进气道增压比42.9,总压恢复0.27,出口马赫数2.76.

关键词：航空、航天推进系统吸气式高超声速飞行器高超进气道内流道起动风洞试验

高超声速飞行器内流道流态及其对全机气动力影响的实验研究

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空气动力学学报 2009年第2期27卷 193-198页

作者：张红英程克明伍贻兆南京航空航天大学高超气动研究中心(HARC) 江苏南京210016

对吸气式高超声速飞行器而言,内流道的流态对推进系统乃至飞行器的工作特性有重要影响。本文用风洞实验的方法研究了升力体(类X-43)、二元进气道和轴对称进气道三种构型在不同来流、内部几何和燃烧室反压条件下的内流道工作情况,着重分... 详细信息

对吸气式高超声速飞行器而言,内流道的流态对推进系统乃至飞行器的工作特性有重要影响。本文用风洞实验的方法研究了升力体(类X-43)、二元进气道和轴对称进气道三种构型在不同来流、内部几何和燃烧室反压条件下的内流道工作情况,着重分析了起动/不起动状态对内流道流动特征及全机气动力的影响,提出并发展了通过在燃烧室内喷射高压气流的内流道反压模拟技术,并运用这一技术成功实现了内流道由起动向不起动、由不起动向起动/再起动的切换。

关键词：吸气式高超声速飞行器进气道内流道起动风洞试验

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带内流道的板翅式换热器散热特性

华南理工大学学报（自然科学版） 2019年第1期47卷 120-126,144页

作者：蔡惠坤翁泽钜廖亦戴苏丽君厦门大学航空航天学院福建厦门361102 中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室北京100190

针对目前对带内流道的板翅式换热器研究较少及其散热量计算误差较大等问题,基于空气、热流体及散热器三者耦合的基础,构建了带内流道的板翅式换热器散热特性的仿真分析模型以及小型风洞实验系统;结果表明,构建的仿真分析模型在空气速度... 详细信息

针对目前对带内流道的板翅式换热器研究较少及其散热量计算误差较大等问题,基于空气、热流体及散热器三者耦合的基础,构建了带内流道的板翅式换热器散热特性的仿真分析模型以及小型风洞实验系统;结果表明,构建的仿真分析模型在空气速度为1 m/s、入口温度为25℃的冷却条件下,其散热量随热流体流量的增大而增加,直至流量为3 L/min后趋于稳定,该模型的数值分析结果与实验结果最大偏差在5%以内.实验验证之后,探索了换热器的散热性能与流道分级数的作用关系;结果显示,采用4级结构内流道的散热器散热性能最好,温度均匀性最佳,但其内流道的最高温度仍低于热流体的入口温度22 K,这表明了在仿真分析中同时考虑空气、热流体及散热器三者耦合作用的必要性.

关键词：板翅式换热器内流道散热特性流道分级数温度均匀性

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摇臂式喷头内流道流动分析与数值模拟

水利学报 2009年第1期39卷 122-127页

作者：严海军徐成波陆文红欧阳俊中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 中国灌溉排水发展中心北京100054

应用CFD通用软件Fluent模拟了PY140型摇臂式喷头的内流道在安装两种常用稳流器和不安装稳流器情况下的三维黏性流场,分析了三种稳流器情况下喷头流量、内流道静压力分布以及出口断面平均湍动能随进口工作压力的变化规律,并进行了试验验... 详细信息

应用CFD通用软件Fluent模拟了PY140型摇臂式喷头的内流道在安装两种常用稳流器和不安装稳流器情况下的三维黏性流场,分析了三种稳流器情况下喷头流量、内流道静压力分布以及出口断面平均湍动能随进口工作压力的变化规律,并进行了试验验证。研究结果表明不同进口工作压力下喷头流量的计算值要高于实测值约11%,但两者的变化趋势非常一致。喷头安装稳流器有助于消除内流道中的涡流和横向流,降低喷头出口湍动能值,但在一定程度会增加内流道阻力损失,影响喷头的过流能力。此外,常用的90°出口扩散角的圆锥形喷嘴容易在喷嘴出口附近产生逆流。数值模拟和试验表明,减少喷嘴出口扩散角可改善喷嘴出口流态,提高喷头流量。

关键词：摇臂式喷头内流道稳流器 CFD 数值模拟

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基于亚燃的高超声速冲压发动机内流道研究

航空学报 2015年第1期36卷 232-244页

作者：段晰怀郑日恒李立翰北京动力机械研究所北京100074 北京动力机械研究所高超声速冲压发动机技术重点实验室北京100074

为了研究亚燃冲压发动机在高超声速条件下工作的性能,采用总体性能计算方法和流体力学仿真对基于突扩燃烧的高马赫数亚燃冲压发动机内流通道进行匹配设计研究,得到了其速度特性和调节特性.结果表明,设计出的亚燃冲压发动机在高超声速范... 详细信息

为了研究亚燃冲压发动机在高超声速条件下工作的性能,采用总体性能计算方法和流体力学仿真对基于突扩燃烧的高马赫数亚燃冲压发动机内流通道进行匹配设计研究,得到了其速度特性和调节特性.结果表明,设计出的亚燃冲压发动机在高超声速范围内性能良好,能够正常工作.在接力点处,马赫数Ma=3.5,高度H=12 km,得到最大推力系数为0.649,此时比冲为13 801.2 N·s/kg;在巡航点处,Ma=5.0,H=21 km,发动机余气系数α=1.8时,得到推力系数为0.370,此时最大比冲为12 574.0 N·s/kg.研究认为,最大飞行马赫数为5～6的高超声速冲压发动机采用亚燃是可行的.

关键词：高超声速亚燃冲压发动机内流道可行性仿真计算

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通海阀内流道优化降低流噪声

哈尔滨工程大学学报 2013年第4期34卷 511-516页

作者：刘少刚刘海丰舒海生赵丹徐震张丽哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对船舶、潜艇海水管路系统中阀门引起的流噪声问题,采用计算流体力学通用软件Fluent对实际使用中的通海阀内流场分布进行仿真计算,根据该可视化结果分析影响通海阀性能和产生噪声的原因,对通海阀的结构进行改进,提出了一种新型内流道... 详细信息

针对船舶、潜艇海水管路系统中阀门引起的流噪声问题,采用计算流体力学通用软件Fluent对实际使用中的通海阀内流场分布进行仿真计算,根据该可视化结果分析影响通海阀性能和产生噪声的原因,对通海阀的结构进行改进,提出了一种新型内流道结构.该内流道,可有效降低阀内最低压力、提高阀内最高速度、降低阀内最高湍动能、消除漩涡,能够从根本上降低阀门流噪声.同时为高压通海阀提供一个安全、流畅的内部通道,并对通海阀结构以及流道的优化设计提供指导性建议.

关键词：通海阀内流道流噪声 Fluent 优化设计

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通气模型内流道阻力直接测量技术

推进技术 2013年第3期34卷 311-315页

作者：许晓斌舒海峰谢飞张德炜中国空气动力研究与发展中心超高速所四川绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心高超声速冲压发动机技术国防科技重点实验室四川绵阳621000

推阻特性是吸气式飞行器研制中最为关注的气动特性问题之一。为研究通气模型内流道阻力特性,在中国空气动力研究与发展中心(CARDC)超高速所的1m高超声速风洞上开展了吸气式飞行器通气模型内流道阻力直接测量技术研究。研究选取吸气式飞... 详细信息

推阻特性是吸气式飞行器研制中最为关注的气动特性问题之一。为研究通气模型内流道阻力特性,在中国空气动力研究与发展中心(CARDC)超高速所的1m高超声速风洞上开展了吸气式飞行器通气模型内流道阻力直接测量技术研究。研究选取吸气式飞行器的一个内流道模块为研究对象,通过将内流道模块与模型其余部分进行分离设计、采用特种应变天平直接测量模型内流道气动力的方法得到通气模型内阻,同时进行了干扰因素分析和试验数据修正方法研究,开展了Ma=4条件下的内流道阻力测量试验并给出了典型试验结果。试验结果表明,通气模型内阻随攻角和喉道高度变化而变化。

关键词：吸气式飞行器通气模型内流道阻力风洞试验

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基于CFD技术的阀门内流道优化

水动力学研究与进展（A辑） 2010年第4期25卷 438-445页

作者：崔铭超唐科范刘桦上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

应用CFD软件FLUENT,以RANS方程为控制方程,以有限体积法作空间离散,采用k-ε湍流模型和SIMPLE或PISO算法,对直角截止阀内流场进行了三维数值模拟,优化设计其内流道。通过计算该型阀门的关键几何形状和尺寸对湍动能强度等流动特征的影响... 详细信息

应用CFD软件FLUENT,以RANS方程为控制方程,以有限体积法作空间离散,采用k-ε湍流模型和SIMPLE或PISO算法,对直角截止阀内流场进行了三维数值模拟,优化设计其内流道。通过计算该型阀门的关键几何形状和尺寸对湍动能强度等流动特征的影响,对阀门内流道优化得到如下结论:直角截止阀的开度应提高到喉部有效通流直径的一半以上;适当减小阀杆直径,可以降低阀芯整体所受流体激振力;应采取措施提高阀杆特定方向刚度以减小阀芯振动;在直角截止阀内转角应用导流壁,可获得显著的减阻减振效果。提出了这类阀门内流道设计的减阻减振降噪方案,并得到了初步的实验验证。

关键词： RANS方程 k-ε湍流模型角式截止阀内流道减阻减振