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弯曲/倾斜静叶对涡轮单音噪声影响的数值分析

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航空学报 2024年第10期45卷 174-186页

作者：向康深陈伟杰连健欣乔渭阳西北工业大学动力与能源学院西安710129

以GE E3低压涡轮末级为研究对象,采用经过实验验证的流场/声场混合模型对弯曲静叶(−30°~30°)、倾斜静叶(−15°~15°)和部分角度下弯曲/倾斜组合静叶对涡轮气动性能和尾迹干涉单音噪声及位势干涉单音噪声的影响规律进行了研究。同时,... 详细信息

以GE E3低压涡轮末级为研究对象,采用经过实验验证的流场/声场混合模型对弯曲静叶(−30°~30°)、倾斜静叶(−15°~15°)和部分角度下弯曲/倾斜组合静叶对涡轮气动性能和尾迹干涉单音噪声及位势干涉单音噪声的影响规律进行了研究。同时,从流场和声场角度初步分析了弯曲/倾斜静叶的降噪机制。结果表明:孤立的大弯曲和大倾斜静叶有利于提高涡轮级效率,两者组合静叶甚至可能出现“1+1>2”的效率收益,而相对于尾迹干涉单音噪声,位势干涉单音噪声受静叶弯曲或倾斜的影响更大,取得的降噪收益也更明显;相对于孤立的弯曲或倾斜静叶,弯曲/倾斜组合静叶可以同时实现效率和噪声的双收益,最佳方案为弯曲20°/倾斜10°组合静叶,气动效率提升0.16%,同时获得1.84 dB的降噪收益;弯曲/倾斜静叶对效率的影响主要与二次流损失和叶型损失相关,而对噪声的影响主要与干涉强度和相位变化有关。总的来说,尽管弯曲/倾斜静叶不是新型设计方案,但是弯曲或倾斜静叶具备实现涡轮高效率和低噪声设计的潜力,其物理机制和降噪规律仍然值得开展大量研究,可为未来工程应用提供理论支撑。

关键词：弯曲/倾斜尾迹干涉单音噪声位势干涉单音噪声二次流叶型损失干涉强度

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双组分混合气态燃料爆震起爆特性

航空动力学报 2024年第8期39卷 78-85页

作者：张晋姜俞光王之声张启斌范玮西北工业大学动力与能源学院西安710129

在爆震燃烧中,与液态燃料相比气态燃料具有更好的起爆性能和可爆极限。在一定温度和压力下,液态碳氢燃料燃烧伊始发生的吸热裂解反应会产生小胞格尺寸的轻质气态小分子,其混合物组合可有效降低可燃混合物的临界起爆能量并提升燃料整体... 详细信息

在爆震燃烧中,与液态燃料相比气态燃料具有更好的起爆性能和可爆极限。在一定温度和压力下,液态碳氢燃料燃烧伊始发生的吸热裂解反应会产生小胞格尺寸的轻质气态小分子,其混合物组合可有效降低可燃混合物的临界起爆能量并提升燃料整体的起爆性能。研究液态燃料裂解反应中气态产物组分及含量对缓燃向爆震转变过程时间及距离的影响规律,有助于掌握形成易爆混合物的条件,指导液态燃料爆震燃烧室的设计。本文采用光学测量方法,对RP-3航空煤油热裂解反应的主要产物双组分气态燃料的起爆性能进行了实验研究,对不同组分燃料的起爆过程中火焰传播速度进行对比。结果表明:生成的甲烷摩尔分数大于60%时不能实现爆震起爆,烯烃类等气态不饱和烃可增强混合燃料的起爆性能。同时,适当地提高当量比,可以扩大混合燃料的可爆极限。

关键词：脉冲爆震起爆特性双组分燃料火焰传播速度 DDT(缓燃向爆震转变)距离

基于双旋流全环燃烧室的出口温度分布试验研究

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航空动力学报 2024年第6期39卷 125-134页

作者：门玉宾郑龙席柴昕张燚张宝华马宏宇西北工业大学动力与能源学院西安710129 中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015

以双旋流全环燃烧室为试验对象,分别在高温高压、高温中压和发动机整机条件下开展试验研究。分别设计了带有环腔引气和模拟型喷嘴等模拟发动机边界条件的试验方案,并分析不同试验条件下的出口温度分布规律。试验结果表明:中、高压试验... 详细信息

以双旋流全环燃烧室为试验对象,分别在高温高压、高温中压和发动机整机条件下开展试验研究。分别设计了带有环腔引气和模拟型喷嘴等模拟发动机边界条件的试验方案,并分析不同试验条件下的出口温度分布规律。试验结果表明:中、高压试验条件下的出口温度分布规律基本一致,热点区域基本一致;中压试验周向出口温度分布水平明显优于高压试验;高压试验温度分布曲线呈中心波峰形式,而中压试验中心波峰形式不明显。设计的高压试验出口温度分布规律和数值更接近发动机整机测试结果,设计的中压试验出口温度分布数值与高压试验相比存在一个比例系数,系数为1.3~1.4。

关键词：双旋流全环燃烧室试验高温高压发动机试验出口温度分布

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弹支干摩擦阻尼器对带有轴承共腔结构涡轴发动机的减振特性

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振动与冲击 2024年第16期43卷 166-175页

作者：刘源王四季陈佳窈张晋琪林大方王程阳西北工业大学动力与能源学院西安710072

为研究弹支干摩擦阻尼器在带有轴承共腔结构的涡轴发动机减振特性,基于阻尼器动静摩擦副的运动特征,提出弹支干摩擦阻尼器位于轴承共腔结构处的附加刚度和阻尼的计算方法,建立了弹支干摩擦阻尼器与涡轴发动机耦合的有限元模型。通过数... 详细信息

为研究弹支干摩擦阻尼器在带有轴承共腔结构的涡轴发动机减振特性,基于阻尼器动静摩擦副的运动特征,提出弹支干摩擦阻尼器位于轴承共腔结构处的附加刚度和阻尼的计算方法,建立了弹支干摩擦阻尼器与涡轴发动机耦合的有限元模型。通过数值求解,分析不同支点阻尼器对涡轴发动机各阶模态减振效果及阻尼器对可控模态的减振机理。基于以上工作提出了阻尼器各阶模态减振设计方案。结果表明,通过设计弹支干擦阻尼器的支点位置、个数、正压力及控制转速区间等参数,可实现阻尼器对带有轴承共腔结构涡轴发动机各阶模态振动的有效控制,最大减振比达95.6%。

关键词：弹支干摩擦阻尼器涡轴发动机轴承共腔结构不平衡响应减振特性

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喷油润滑内齿圈外圆面红外测温及误差分析

振动．测试与诊断 2024年第2期44卷 253-258,407页

作者：王琳郑志振王勇陈国定西北工业大学机电学院西安710072

高速重载人字齿轮箱的摩擦功率损失会转换成为温升,齿面温度测量是评价齿轮箱润滑和冷却设计的重要手段。针对某人字齿轮箱中内齿圈外圆面温度的在线实时准确测量需求,提出了一种基于红外测温仪的旋转齿轮表面温度测量方法,并分别设计... 详细信息

高速重载人字齿轮箱的摩擦功率损失会转换成为温升,齿面温度测量是评价齿轮箱润滑和冷却设计的重要手段。针对某人字齿轮箱中内齿圈外圆面温度的在线实时准确测量需求,提出了一种基于红外测温仪的旋转齿轮表面温度测量方法,并分别设计搭建了相关测试试验装置。首先,分析了基于红外测温仪的旋转齿轮表面温度测量误差的影响因素;其次,通过试验对待测齿面的发射率进行标定;最后,开展了不同转速工况下的喷油润滑齿轮表面温度测量试验,并分析了吹气压力和吹气温度对红外测温误差的影响。研究结果表明:待测齿面喷涂黑色哑光漆后的标定发射率为0.96,而红外测温光路上的光学镜片会使红外测温值低2℃左右;带有空气吹扫管的红外测温仪可以在线实时测量旋转内齿圈外圆面的温度,且红外与热电偶测温值的最大相对误差不超过7%;选择合适的空气吹扫压力和吹扫温度,可以进一步减小红外测温误差。

关键词：内齿圈红外测温仪温度测量喷油润滑齿面温度

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对转开式转子气动设计方法

航空动力学报 2024年第1期39卷 133-144页

作者：王启航周莉王占学西北工业大学动力与能源学院西安710129

提出一种基于升力线理论的对转开式转子(contra-rotating open rotor,CROR)气动设计方法。以推力为设计目标,基于拉格朗日乘子法构建气动设计控制方程组。考虑高飞行马赫数对流动特征的影响,根据激盘模型,采用一道正激波模拟转子的增压... 详细信息

提出一种基于升力线理论的对转开式转子(contra-rotating open rotor,CROR)气动设计方法。以推力为设计目标,基于拉格朗日乘子法构建气动设计控制方程组。考虑高飞行马赫数对流动特征的影响,根据激盘模型,采用一道正激波模拟转子的增压过程。完成速度场预测后,利用压气机三维造型方法完成初始设计。初始设计完成后,对翼型折转角进行修正从而满足目标推力。研究表明,整个设计过程中只需2次计算流体力学(CFD)计算与再设计便可满足目标推力,所需翼型折转角修正量为−0.486°,设计结果的推力与目标推力的相对误差为−0.32%,设计方法高效且具有高的设计精度。

关键词：对转开式转子升力线理论涡格模型拉格朗日乘子法落后角模型

基于IWOA-ELM算法的脑电情绪识别方法研究

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生物医学工程学杂志 2024年第1期41卷 1-8页

作者：谢松云雷凌俊孙江徐建西北工业大学电子信息学院西安710129 西北工业大学医学研究院西安710129

情绪是人类重要的生理属性,情绪识别技术可以更好地辅助人类进行自我认识。本文针对不同受试者之间的脑电信号(EEG)存在巨大差异的难点,在传统鲸鱼优化算法(WOA)中引入新机制,加速算法的优化和收敛。同时,将改进的鲸鱼优化算法(IWOA)用... 详细信息

情绪是人类重要的生理属性,情绪识别技术可以更好地辅助人类进行自我认识。本文针对不同受试者之间的脑电信号(EEG)存在巨大差异的难点,在传统鲸鱼优化算法(WOA)中引入新机制,加速算法的优化和收敛。同时,将改进的鲸鱼优化算法(IWOA)用于搜索极限学习机模型(ELM)中的最佳训练方案,包括最佳特征集、训练参数以及脑电通道。纳入24种常见的EEG情绪特征进行测试,发现不同受试者最佳脑电情绪特征之间存在一定特异性,同时也具有共性。本文所提方法在脑电情绪识别中获得92.19%的平均识别准确率,显著减少了手动调试模型的工作量,且具有更高的识别精度和更短的训练时间,相较于对照方法具备更优越的性能,为情绪脑电信号解码研究提供了新的思路。

关键词：脑电图情绪识别鲸鱼优化算法特征选择极限学习机

无机小分子还原耦合选择性氧化反应的成对电解

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有机化学 2024年第3期44卷 809-824页

作者：段芳颖原孟磊张健西北工业大学材料学院西安710072

电催化还原和氧化过程为合成高附加值化学品提供了高效、可持续的平台.特别是通过配对电解将阴极还原和阳极氧化过程耦合,可以有效降低反应过电位,并选择性地合成各种高价值化学品,近年来引起了越来越多的关注.总结了成对电解的最新研... 详细信息

电催化还原和氧化过程为合成高附加值化学品提供了高效、可持续的平台.特别是通过配对电解将阴极还原和阳极氧化过程耦合,可以有效降低反应过电位,并选择性地合成各种高价值化学品,近年来引起了越来越多的关注.总结了成对电解的最新研究进展,重点介绍了二氧化碳、含氮物质和水等无机小分子还原耦合替代氧化反应的研究.此外,还分析了成对电解所面临的主要挑战,并提出了可能的解决方案,有望对未来的相关研究提供一定的指导.

关键词：成对电解无机小分子还原替代氧化反应耦合

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火箭着陆制导的二阶皮卡切比雪夫牛顿类方法

西北工业大学学报 2024年第1期42卷 98-107页

作者：唐婧媛苟永杰马洋洋泮斌峰西北工业大学航天学院陕西西安710072 上海宇航系统工程研究所上海201108

针对火箭一子级着陆问题,提出一种基于二阶皮卡-切比雪夫-牛顿类算法的制导方法。基于动力学方程的自然二阶皮卡迭代格式及切比雪夫多项式,将连续时间动力学方程进行离散化处理;将考虑终端约束的着陆问题转化为关于终端约束函数的非线... 详细信息

针对火箭一子级着陆问题,提出一种基于二阶皮卡-切比雪夫-牛顿类算法的制导方法。基于动力学方程的自然二阶皮卡迭代格式及切比雪夫多项式,将连续时间动力学方程进行离散化处理;将考虑终端约束的着陆问题转化为关于终端约束函数的非线性最小二乘问题,并采用高斯-牛顿方法求解该问题;在此基础上,在高斯-牛顿法的迭代过程中引入投影方法,实现推力的不等式约束。基于上述算法设计闭环制导并完成着陆段数值仿真。仿真结果表明,该制导方法具有较好的终端精度及计算效率。

关键词：火箭垂直着陆皮卡迭代高斯-牛顿法