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粒子分离器涡流叶片鸟撞击损伤试验

航空动力学报 2007年第12期22卷 2094-2100页

作者：关玉璞张在坤赵振华陈伟高德平南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

研究粒子分离器涡流叶片受鸟撞击损伤规律,提高粒子分离器抗外物损伤设计能力.通过外物冲击损伤试验方法,研究了模拟鸟撞击粒子分离器涡流叶片的过程.采用瞬态响应测试系统,获得了模拟鸟撞击涡流叶片的应变-时间历程.对采集到的曲线和... 详细信息

研究粒子分离器涡流叶片受鸟撞击损伤规律,提高粒子分离器抗外物损伤设计能力.通过外物冲击损伤试验方法,研究了模拟鸟撞击粒子分离器涡流叶片的过程.采用瞬态响应测试系统,获得了模拟鸟撞击涡流叶片的应变-时间历程.对采集到的曲线和数据进行了分析.利用三坐标测量仪,测得撞击前后涡流叶片叶型;经过比较计算,得到了涡流叶片的变形.模拟鸟以Ma=0.2速度撞击涡流叶片时,涡流叶片产生了塑性应变,变形很大.

关键词：航空航天推进系统涡流叶片应变撞击试验冲击动力学粒子分离器

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粒子分离器鼓包柔性复合材料的本构模型研究

推进技术 2019年第8期40卷 1869-1875页

作者：刘海健崔海涛张宏建单勇峰项英南京航空航天大学能源与动力学院

为了预测可变形粒子分离器鼓包复杂工况的力学行为,得到柔性帘线/橡胶复合材料结构的变形特性模型,基于连续介质力学的理论,建立了一种考虑帘线/橡胶之间剪切应变能的帘线/橡胶复合材料本构模型,通过ABAQUS的UANISOHYPER_INV接口编写各... 详细信息

为了预测可变形粒子分离器鼓包复杂工况的力学行为,得到柔性帘线/橡胶复合材料结构的变形特性模型,基于连续介质力学的理论,建立了一种考虑帘线/橡胶之间剪切应变能的帘线/橡胶复合材料本构模型,通过ABAQUS的UANISOHYPER_INV接口编写各向异性超弹性材料的本构子程序,形成有效的帘线/橡胶复合材料的变形行为预测方法。结合橡胶材料Mooney—Rivilin本构模型,基于大变形不可压缩方法处理橡胶试验数据,运用最小二乘法拟合单轴拉伸试验数据,得到橡胶材料的参数C10=-0.27MPa与C01=1.12MPa;在橡胶超弹性本构的基础上,建立了帘线/橡胶复合材料的各向超弹性本构模型,并通过单轴拉伸试验拟合帘线和剪切应变能的参数;并进行单轴拉伸试验验证帘线/橡胶复合材料的各向超弹性本构模型。结果表明:拉伸变形量在20%内,数据吻合较好,进一步证明所建本构模型的准确性,为可变形粒子分离器鼓包有限元仿真分析奠定理论基础。

关键词：帘线/橡胶复合材料剪切应变能连续性介质力学粒子分离器各向异性超弹性本构

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基于局部射流提升粒子分离器分砂性能的方法

航空动力学报 2023年第6期38卷 1414-1422页

作者：程飞孙姝谢买祥张悦谭慧俊南京航空航天大学能源与动力学院南京210016 南京航空航天大学民航/飞行学院南京210016 中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002

针对整体式惯性粒子分离器对小粒径砂尘分离效率低下的问题,提出了一种通过引入局部射流形成气动鼓包,以提升粒子分离器对小粒径砂尘分离效率的方法,并通过仿真验证了该方法的有效性。研究发现:气动鼓包的形成对小粒径砂尘的分离效率提... 详细信息

针对整体式惯性粒子分离器对小粒径砂尘分离效率低下的问题,提出了一种通过引入局部射流形成气动鼓包,以提升粒子分离器对小粒径砂尘分离效率的方法,并通过仿真验证了该方法的有效性。研究发现:气动鼓包的形成对小粒径砂尘的分离效率提升明显,在出口总压恢复下降不超过0.5%的前提下能将AC砂的分离效率提高3.6%,最高可提升7%;引入射流能有效提升粒径在9μm及以下砂尘的分离效率,并且,砂尘粒径越小,其提升效果也越低,对于9μm粒径砂尘,可将其分离效率提升至100%;射流引入位置应设置在中心体鼓包壁面上,且在一定范围内,射流角度与来流夹角越大、射流压强越大,对小粒径砂尘分离效率的提升效果也就越高。

关键词：分离效率粒子分离器气动鼓包气固两相流小粒径砂尘

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分流器对进气粒子分离器性能的影响

航空动力学报 2012年第7期27卷 1542-1548页

作者：况开鑫王锁芳南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

为了揭示分流器位置及形状对进气粒子分离器(IPS)性能的影响,采用Realizable k-ε湍流模型对IPS进行了数值模拟,得到了分流器沿轴向移动及径向移动对IPS流场、分离效率、总压损失的影响,在此基础之上,研究了分流器唇口处与内壁面最高点... 详细信息

为了揭示分流器位置及形状对进气粒子分离器(IPS)性能的影响,采用Realizable k-ε湍流模型对IPS进行了数值模拟,得到了分流器沿轴向移动及径向移动对IPS流场、分离效率、总压损失的影响,在此基础之上,研究了分流器唇口处与内壁面最高点轴向距离及径向距离的比值及分流器形状对IPS的影响,结果表明:比值较大时,随着轴向距离的增加,总压损失呈下降趋势,且下降梯度较大.当比值较小时,总压损失呈先减小后增加的趋势;与未改变分流器形状相比,分流器形状改变后总压损失有所降低,分离效率提高,并且分流器唇口处最高马赫数有所降低.

关键词：分流器进气粒子分离器总压损失分离效率

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整体式粒子分离器性能的试验研究

推进技术 2016年第9期37卷 1617-1623页

作者：李洁琼王锁芳董伟林艾俊峰南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

为了探索整体式进气粒子分离器(IPS)分离效率的变化规律,针对两种具有不同型面曲率的整体式粒子分离器的三维结构模型开展试验,重点研究了主流路流量、扫气比(SCR)、进口马赫数、进口砂粒浓度和分离器间距对粒子分离器性能的影响规律。... 详细信息

为了探索整体式进气粒子分离器(IPS)分离效率的变化规律,针对两种具有不同型面曲率的整体式粒子分离器的三维结构模型开展试验,重点研究了主流路流量、扫气比(SCR)、进口马赫数、进口砂粒浓度和分离器间距对粒子分离器性能的影响规律。实验结果表明:(1)对于不同粒径砂粒,两种模型分离效率均出现随着主流路流量增大而减小的趋势,其中在主流路流量相同的情况下,型面变化平缓的模型分离性能要优于型面变化剧烈的模型;(2)两种整体式粒子分离器模型的分离效率均随扫气比的增大呈现先增大后减小的变化,且这种规律与砂粒粒径无关;(3)随着进口马赫数的增大,两种整体式粒子分离器模型分离效率均仅出现小幅度减小,但在同一进口马赫数下,两种模型分离效率差异显著,最大达到6.54%;(4)采用C级砂时,可以认为粒子浓度对粒子分离器的分离效率没有影响;(5)当分离器轴向间距减小或径向偏离轴线间距减小时,粒子分离器模型的分离效率将出现不同幅度增大。

关键词：粒子分离器分离效率扫气比进口马赫数型面曲率粒子

多区域多重网格法在直升机粒子分离器中的应用

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航空学报 2000年第3期21卷 238-240页

作者：侯凌云严传俊清华大学工程力学系北京100084 西北工业大学七系陕西西安710072

首次将多区域多重网格法用在一般曲线坐标系下交错网格布局的 SIMPLEC算法中 ,在直升机粒子分离器这类独特结构中的成功应用 ,突破多重网格方法在多连通域中运用的局限性 ,使复杂问题变得简单。结果表明 ,它不仅能加快流场求解的收敛速... 详细信息

首次将多区域多重网格法用在一般曲线坐标系下交错网格布局的 SIMPLEC算法中 ,在直升机粒子分离器这类独特结构中的成功应用 ,突破多重网格方法在多连通域中运用的局限性 ,使复杂问题变得简单。结果表明 ,它不仅能加快流场求解的收敛速度 ,而且还能提高计算精度。

关键词：多区域多重网格粒子分离器曲线坐标直升机

基于混合优化算法的无叶片粒子分离器优化设计

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航空动力学报 2013年第8期28卷 1858-1864页

作者：于广元雷雨冰南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

将混合优化算法引入粒子分离器优化设计,减小粒子分离器流动损失并简化结构.利用四次样条曲线参数化描述粒子分离器模型,建立粒子分离器自动化仿真流程.采用优化拉丁方实验设计方法获取样本点并建立椭球径向基函数神经网络代理模型,基... 详细信息

将混合优化算法引入粒子分离器优化设计,减小粒子分离器流动损失并简化结构.利用四次样条曲线参数化描述粒子分离器模型,建立粒子分离器自动化仿真流程.采用优化拉丁方实验设计方法获取样本点并建立椭球径向基函数神经网络代理模型,基于该模型使用非支配排序遗传算法进行全局多目标优化,最后采用序列二次规划算法进行局部优化,得到了粗砂分离效率达到100%、细砂分离效率达到86.7%,总压损失小于0.6%、出口总压畸变较小的设计方案.

关键词：粒子分离器气固两相流多目标优化代理模型混合优化算法

直升机/粒子分离器一体化流场特性:第一部分前进比的影响

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航空动力学报 2014年第4期29卷 858-866页

作者：曾平君孙姝黄河峡杜沫辰陈伟谭慧俊李光胜南京航空航天大学民航/飞行学院南京210016 南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

针对典型布局条件下直升机/粒子分离器的一体化流动特性进行了仿真研究.利用相关试验数据对仿真方法的有效性进行了检验,将整体式粒子分离器安装至类"阿帕奇"直升机外型上,形成了一种典型直升机/粒子分离器布局方案,并分析了其在不同前... 详细信息

针对典型布局条件下直升机/粒子分离器的一体化流动特性进行了仿真研究.利用相关试验数据对仿真方法的有效性进行了检验,将整体式粒子分离器安装至类"阿帕奇"直升机外型上,形成了一种典型直升机/粒子分离器布局方案,并分析了其在不同前进比下的一体化流场特性.结果表明:较高前进比下,在粒子分离器进口上游的齿轮箱外罩上出现了复杂的三维流动分离,使得粒子分离器在较不均匀的进口来流条件下工作.与独立粒子分离器状态相比,一体化条件下粒子分离器主流出口、扫气流出口的总压损失均有所加大,增幅分别为1%和8%.

关键词：直升机粒子分离器一体化前进比流场特性

直升机/粒子分离器一体化流场特性:第二部分桨盘载荷的影响

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航空动力学报 2014年第4期29卷 867-874页

作者：黄河峡曾平君谭慧俊杜沫辰孙姝陈伟李光胜南京航空航天大学能源与动力学院南京210016 南京航空航天大学民航/飞行学院南京210016

采用等效盘模型与全三维黏性仿真相结合的方法,对旋翼下洗流干扰下直升机/粒子分离器的一体化流场特性进行了仿真研究.验证了ROBIN(rotor body interaction)模型,对类"阿帕奇"直升机/粒子分离器进行了大、小前进比时不同桨盘载荷下的一... 详细信息

采用等效盘模型与全三维黏性仿真相结合的方法,对旋翼下洗流干扰下直升机/粒子分离器的一体化流场特性进行了仿真研究.验证了ROBIN(rotor body interaction)模型,对类"阿帕奇"直升机/粒子分离器进行了大、小前进比时不同桨盘载荷下的一体化流场特性仿真,并对比了一体化条件、孤立条件下粒子分离器工作特性差异.结果表明:小前进比时下洗流对粒子分离器进口的分离流结构影响较大,且下洗流携带动能的叠加使得一体化条件下扫气流出口的总压损失反而比独立粒子分离器低;较大前进比状态下,下洗流干扰使得齿轮箱外罩鼓包后的分离区位置向两侧偏移,范围相比无桨盘载荷状态有所扩大,不过其对粒子分离器气动性能参数的影响并不明显.

关键词：直升机粒子分离器一体化桨盘载荷流场特性