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基于改进Split Bregman的电容层析成像滑油监测研究

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推进技术 2022年第5期43卷 285-291页

作者：马敏孙美娟中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

针对电容层析成像(Electrical capacitance tomography,ECT)技术应用于滑油系统磨粒在线监测时,其图像重建过程中存在的不适定性问题,提出了一种基于迭代p阈值函数的Split Bregman(SB)图像重建算法。首先,建立基于SB算法的ECT图像重建... 详细信息

针对电容层析成像(Electrical capacitance tomography,ECT)技术应用于滑油系统磨粒在线监测时,其图像重建过程中存在的不适定性问题,提出了一种基于迭代p阈值函数的Split Bregman(SB)图像重建算法。首先,建立基于SB算法的ECT图像重建模型。其次,建立基于L_(p)范数的SB模型。最后,为更方便求解L_(p)范数的阈值迭代形式,引入了p阈值函数。通过灵活选取p值,提高了SB算法的精度和适用性。仿真实验结果表明,与Landweber,Tikhonov正则化和SB算法相比,改进SB算法图像误差降低了约30%,相关系数高达0.96,成像速度与Landweber成像速度相近。实验结果表明,改进SB算法能够胜任滑油系统磨粒监测任务,并提高了成像质量。

关键词：滑油监测电容层析成像滑油系统图像重建算法 L_(p)范数

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滑油系统仿真分析及油箱除气性能研究

滑油系统仿真分析及油箱除气性能研究

作者：吴琼宵哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

滑油系统在常规动力装置以及核动力装置中皆有着广泛应用,其主要作用是提供足量的适温润滑油对各必要部位进行润滑与降温,滑油系统工作性能的好坏会直接影响动力装置工作的安全性与耐久性,因此,对滑油系统内的传热与流动特性进行相关研... 详细信息

滑油系统在常规动力装置以及核动力装置中皆有着广泛应用,其主要作用是提供足量的适温润滑油对各必要部位进行润滑与降温,滑油系统工作性能的好坏会直接影响动力装置工作的安全性与耐久性,因此,对滑油系统内的传热与流动特性进行相关研究就显得尤为重要。当滑油系统中存在气体时,则会引发管道喘振以及气穴噪声等问题,严重危害滑油系统工作的可靠性,而滑油系统中除气的关键部位则是润滑油箱,因此对影响润滑油箱除气性能的关键因素以及油箱内的油气两相流场分布进行研究十分有必要。在此背景下,本文首先以滑油系统为研究对象,利用Flowmaster软件对其进行一维仿真建模,通过瞬态传热(Heat Transfer Transient)计算模型完成闭式滑油系统内流动与传热特性的研究,并在此基础上提出一种优化方式:针对系统运行过程中出现的流量分配不合理造成泵功率浪费的现象,可利用PID技术控制泵转速变化进行改善,优化后管网内流量分配得到明显的改善,滑油泵转速降至725 rpm,有利于避免不必要的能量损耗,为滑油系统的优化设计提供一定的参考意义。其次利用Euler-Euler模型对尺寸为500 mm×200 mm×300 mm的油箱内油气两相流场进行仿真分析,分析了油箱内两相混合物速度场、气泡流动轨迹以及气相含量场分布特性。重点探究了回油中气体体积分数、回油速度、隔板布置位置三个因素对油箱内气液两相流场的影响以及对油箱除气率的影响:发现回油速度在1.15 m/s～0.56 m/s内变化时对油箱的除气率影响较小;回油中的气体体积分数在2%～9%内变化时对油箱的除气率影响较大;在回油区添加隔板更能改善油箱的除气性能,在吸油区添加隔板则会起到反作用。以上为优化油箱结构以降低油箱出口处含气率提供了一定的参考意义。

关键词：滑油系统油箱两相流气泡分离数值模拟

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航空发动机滑油系统建模、优化及应用研究

系统仿真学报 2024年

作者：黄世杰张振生蔡景张瑞中国航发沈阳发动机研究所南京航空航天大学民航学院

针对基于试验方法开展滑油系统监测、诊断、预测等工作具备成本高、周期长等缺点，开展滑油系统仿真模型构建与优化并提出了模型在滑油系统健康管理中的应用。首先，基于滑油系统元件物理特性，以某发动机滑油系统为例构建通风、供油、... 详细信息

针对基于试验方法开展滑油系统监测、诊断、预测等工作具备成本高、周期长等缺点，开展滑油系统仿真模型构建与优化并提出了模型在滑油系统健康管理中的应用。首先，基于滑油系统元件物理特性，以某发动机滑油系统为例构建通风、供油、热力、回油等子系统模型，并开展了滑油全系统模型构建与迭代求解；其次，结合粒子群、遗传算法对模型进行优化，对比优化结果表明粒子群算法具有较好的收敛性与优化效果，不同典型工况下滑油系统工作参数平均误差从10%以上降至2%左右，具有一定的准确性；最后，基于模型的可扩展性，结合滑油系统健康管理要求分析模型在滑油监测、诊断、预测等方面的应用，为滑油系统的健康管理提供支撑。

关键词：航空发动机滑油系统粒子群优化遗传算法健康管理

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滑油系统静电监测模型研究

电子测量与仪器学报 2019年第8期31卷 147-153页

作者：陈志雄王继文左洪福上海工程技术大学航空运输学院上海201620 南京航空航天大学民航学院南京211106

针对没有考虑绝缘层对静电传感器灵敏度的影响,改进点电荷传感模型,分析改进前后静电传感器的感应电荷量与空间灵敏度。在滑油系统中,静电传感器监测荷电磨粒时,绝缘层厚度会影响静电传感器的测量精度。荷电油液会在传感器探极上产生感... 详细信息

针对没有考虑绝缘层对静电传感器灵敏度的影响,改进点电荷传感模型,分析改进前后静电传感器的感应电荷量与空间灵敏度。在滑油系统中,静电传感器监测荷电磨粒时,绝缘层厚度会影响静电传感器的测量精度。荷电油液会在传感器探极上产生感应电荷量,影响静电传感器对荷电磨粒的监测,把油液和磨粒所带电荷极性分为相同极性和相反极性,计算了荷电油液中磨粒在探极上的感应电荷量,分析荷电油液对磨粒监测的影响,为进一步研究滑油系统静电监测提供借鉴。

关键词：滑油系统静电传感模型荷电磨粒荷电油液感应电荷量

基于HOG和SVM算法的磨粒图像在线监测技术

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南京航空航天大学学报 2022年第6期54卷 1152-1158页

作者：王涵左洪福刘珍珍费航刘岩南京航空航天大学民航学院南京211106 民航飞机健康监测与智能维护民航重点实验室南京211106

为了解决发动机润滑油液磨粒图像监测只适用于微流且易受气泡干扰等问题,设计了一种可适用于相对大流量工作环境的油液磨粒光学图像在线监测系统,区分气泡和磨粒。通过该监测系统,批量采集了一系列磨损颗粒和气泡图片,用于后续图像分类... 详细信息

为了解决发动机润滑油液磨粒图像监测只适用于微流且易受气泡干扰等问题,设计了一种可适用于相对大流量工作环境的油液磨粒光学图像在线监测系统,区分气泡和磨粒。通过该监测系统,批量采集了一系列磨损颗粒和气泡图片,用于后续图像分类算法的训练与测试。采用了一种基于背景差分和大津法的运动物体提取算法提取出大量磨粒及气泡图像样本,运用基于方向梯度直方图(Histogram of oriented gradients,HOG)进行特征提取和支持向量机(Support vector machine,SVM)分类算法对气泡和磨粒进行识别。实验结果表明,该监测系统能有效采集磨粒及气泡图像并进行自动识别。与基于形态学特征提取算法以及K最近邻(K⁃nearest neighbor,KNN)等传统分类算法相比,HOG⁃SVM算法分类精度更高,识别准确率可达83.8%。

关键词：滑油系统磨粒监测气泡识别图像在线监测方向梯度直方图

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滑油系统全流量在线磨粒静电监测技术研究

航空学报 2012年第3期33卷 446-452页

作者：陈志雄左洪福詹志娟张营蔡景南京航空航天大学民航学院江苏南京210016 南昌航空大学航空制造工程学院江西南昌330063

针对滑油系统非金属材料难以实现在线监测的问题,基于静电感应原理展开全流量磨粒监测技术研究。研究润滑条件下荷电磨粒的产生机理和全流量磨粒静电监测原理,着重进行了静电信号特征提取方法研究。为验证磨粒静电监测技术的可行性,设... 详细信息

针对滑油系统非金属材料难以实现在线监测的问题,基于静电感应原理展开全流量磨粒监测技术研究。研究润滑条件下荷电磨粒的产生机理和全流量磨粒静电监测原理,着重进行了静电信号特征提取方法研究。为验证磨粒静电监测技术的可行性,设计并搭建了模拟实验平台,开展了故障颗粒注入实验和循环润滑条件下销盘滑动摩擦磨损实验,使用自制的全流量在线磨粒静电传感器对油路中的磨粒进行监测。结果表明:静电传感器能够监测到金属、非金属等不同材料荷电磨粒;感应电压幅值与磨粒大小具有相关性;感应电压波形与荷电磨粒特性有关;静电传感器可以在线监测滑油回路中非金属摩擦副的摩擦磨损状态。

关键词：航空发动机滑油系统全流量荷电磨粒静电状态监测

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基于飞发一体化的滑油系统热性能仿真研究

航空发动机 2024年

作者：冷子昊程荣辉苏壮张司薇李国权北京航空航天大学航空科学与工程学院中国航发沈阳发动机研究所中国航空发动机集团航空发动机动力传输重点实验室

航空发动机滑油系统与飞机、发动机的关联参数有限。为准确表达变工况滑油系统的热性能，通过研究发动机轴承腔热性能与转子转速及主流路温度参数的拟合关系，将主机温度、燃滑油参数作为输入，对发动机滑油系统在飞行剖面上典型飞行状... 详细信息

航空发动机滑油系统与飞机、发动机的关联参数有限。为准确表达变工况滑油系统的热性能，通过研究发动机轴承腔热性能与转子转速及主流路温度参数的拟合关系，将主机温度、燃滑油参数作为输入，对发动机滑油系统在飞行剖面上典型飞行状态点的热性能参数进行了迭代计算；针对管壳式燃滑油散热器结构及运行特性，计算了散热器换热性能。建立轴承腔和散热器的数学模型；基于系统流动仿真平台，利用内部的二次开发环境编写出C#语言代码，开发出了适用于发动机的轴承生热模型和散热器模型，实现发动机滑油系统与发动机燃油系统及飞机热管理系统的联合计算；在航空发动机、飞机变工况输入条件下，进行滑油系统、发动机整机及飞发一体化的变工况热性能迭代计算，并与试验数据进行对比，结果表明：该计算方法误差小于5%，可较准确地反映变工况条件下的热管理相关参数，为飞发一体化热管理联合仿真分析提供可靠的数据来源。

关键词：航空发动机滑油系统轴承腔散热器热性能热管理

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航空发动机滑油喷嘴尺寸敏感性仿真分析

航空发动机 2023年第2期49卷 126-131页

作者：刘晨昊焦自涛信琦中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015 中国航发航空发动机动力传输重点实验室沈阳110015

某型航空发动机滑油系统为全流量供油系统,不设置溢流流路,因此滑油喷嘴的尺寸直接影响滑油系统供油压力的高低。为了研究喷嘴尺寸公差对滑油系统压力的影响的大小,运用FLOWMASTER软件,首先建立了系统喷嘴的部件仿真模型,根据喷嘴流量... 详细信息

某型航空发动机滑油系统为全流量供油系统,不设置溢流流路,因此滑油喷嘴的尺寸直接影响滑油系统供油压力的高低。为了研究喷嘴尺寸公差对滑油系统压力的影响的大小,运用FLOWMASTER软件,首先建立了系统喷嘴的部件仿真模型,根据喷嘴流量检查试验压力、温度、流量的要求,仿真计算出各处喷嘴的上限和下限尺寸,喷嘴计算结果通过某台发动机试验数据校核;然后根据得到的喷嘴尺寸,建立滑油供油系统级的仿真模型,计算评估喷嘴的极限尺寸对滑油系统供油压力的影响。结果表明:喷嘴尺寸的极限尺寸公差对滑油系统供油压力的影响在慢车状态达到57 kPa,在地面最大状态可以达到130 kPa,即极限状态下不同批次发动机滑油系统的试车参数范围差异最大可达130 kPa。计算结果对于发动机滑油系统供油压力范围设定、整机试车问题处理具有指导意义。

关键词：滑油系统全流量喷嘴滑油压力敏感性航空发动机

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静电传感器对滑油系统磨粒电量测量方法研究

仪器仪表学报 2016年第1期37卷 40-47页

作者：冒慧杰左洪福殷逸冰刘若晨张营南京航空航天大学民航学院南京210016 南京林业大学汽车与交通工程学院南京210037

根据静电感应原理,磨粒出现在空间不同位置时,静电传感器电极感应到的电荷量相差很大,由于磨粒出现的位置是未知的,因此很难精确测量磨粒的带电量。借助数学模型,对传感器输出信号与磨粒的关系进行仿真分析。由仿真结果可知,信号的幅值... 详细信息

根据静电感应原理,磨粒出现在空间不同位置时,静电传感器电极感应到的电荷量相差很大,由于磨粒出现的位置是未知的,因此很难精确测量磨粒的带电量。借助数学模型,对传感器输出信号与磨粒的关系进行仿真分析。由仿真结果可知,信号的幅值与磨粒携带的电荷量以及磨粒在传感器中所处的径向位置有关;而在已知管道中滑油流速分布的情况下,脉冲宽度只与径向位置有关。提出了通过脉冲宽度确定磨粒所处的径向位置,根据传感器在该径向位置处的灵敏度获得比较准确的磨粒带电量的测量方法。通过带电油滴模拟磨粒,对该方法进行实验验证,实验结果与仿真分析结果基本重合,该方法的测量结果与通过静电计测得的结果相比,误差不超过5%。

关键词：静电传感器脉冲宽度电荷测量模型仿真滑油系统荷电磨粒