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超声速边界层/混合层组合流动的稳定性分析

力学学报 2014年第1期46卷 28-36页

作者：刘智勇袁湘江刘小勇费立森刘凤君中国航天空气动力技术研究院北京100074 北京动力机械研究所北京100074

利用可压缩线性稳定性理论研究了超声速混合层考虑壁面影响流动时的失稳特性.基本流场选取了具有不同速度特征的2股均匀来流,进入存在上下壁面的流道中.混合层与边界层的距离为1～3个边界层厚度,其中壁面取为绝热壁.分析了该流动在超声... 详细信息

利用可压缩线性稳定性理论研究了超声速混合层考虑壁面影响流动时的失稳特性.基本流场选取了具有不同速度特征的2股均匀来流,进入存在上下壁面的流道中.混合层与边界层的距离为1～3个边界层厚度,其中壁面取为绝热壁.分析了该流动在超声速情况下的稳定性特征,同时还讨论了不同波角下的三维扰动波的演化特点,并与二维扰动波进行了比较和分析.研究结果表明,在此流动情况下,边界层流动和混合层流动的稳定性特征同时存在,并互有影响,其流动稳定性特征既有别于单纯的平板边界层,也有别于单纯的平面混合层,呈现出了新的稳定性特征.

关键词：混合层边界层线性稳定性

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乙醇燃烧加热空气污染物对煤油超燃的影响

航空动力学报 2011年第9期26卷 1921-1927页

作者：侯凌云杨缙马雪松刘巍清华大学航天航空学院北京100084 中国航天科工飞航技术研究院北京动力机械研究所北京100074

在燃烧室入口来流马赫数为2.5的条件下,研究乙醇燃烧加热空气污染物对煤油超声速燃烧的影响.在加热器中,采用预混稳态燃烧火焰模型和61组分388步详细反应机理模拟乙醇燃烧加热过程,获得与实验温度条件相同的详细污染出口组分组成.其主... 详细信息

在燃烧室入口来流马赫数为2.5的条件下,研究乙醇燃烧加热空气污染物对煤油超声速燃烧的影响.在加热器中,采用预混稳态燃烧火焰模型和61组分388步详细反应机理模拟乙醇燃烧加热过程,获得与实验温度条件相同的详细污染出口组分组成.其主要污染空气作为煤油超声速燃烧室的入口组分,采用17组分30步反应机理模拟煤油超声速燃烧过程,研究了污染物组分对煤油超燃室性能的影响.通过化学动力学和热力学分析,对比了地面电加热、乙醇燃烧加热和25km高空三种工况.结果表明:由于自由基作用以及平均分子质量的减小和平均比定压热容的增加,乙醇燃烧加热污染空气造成超燃室的燃烧效率和内推力均上升.

关键词：煤油超声速燃烧乙醇空气加热空气污染物详细反应热力学

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含支承松动故障的航空发动机非同步响应特征

振动．测试与诊断 2016年第5期36卷 858-864页

作者：王海飞陈果廖仲坤张璋邵伏勇南京航空航天大学民航学院南京210016 中国航天科工飞航技术研究院北京动力机械研究所北京100074

针对航空发动机支承系统中普遍存在的松动故障,为研究松动故障导致的非同步响应特征产生的机理,建立了发动机的转子-支承-机匣整机模型,引入支承松动故障模型,利用数值积分方法求解耦合系统的响应,分析了非同步响应特征。结果表明,对于... 详细信息

针对航空发动机支承系统中普遍存在的松动故障,为研究松动故障导致的非同步响应特征产生的机理,建立了发动机的转子-支承-机匣整机模型,引入支承松动故障模型,利用数值积分方法求解耦合系统的响应,分析了非同步响应特征。结果表明,对于航空发动机中的支承松动故障,其引发的分频以及倍频原因在于,当刚度变化的周期等于转速周期时,将产生转频的倍频现象,在特定转速下,将激发系统的临界转速对应的频率;当刚度变化的周期等于n倍的转速周期时,则将产生1/n转频的分频及其倍频,在特定转速下,将激发系统的临界转速对应的频率。

关键词：非同步响应特征动力学建模松动故障整机振动松动机理

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离散颗粒抑制热喷流红外辐射的大涡模拟

中南大学学报（自然科学版） 2023年第4期54卷 1576-1591页

作者：胡峰孙文静张靖周单勇南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016 中国航天科工飞航技术研究院北京动力机械研究所北京100074

为了探究气溶胶离散颗粒对飞行器排气喷管热喷流3~5μm波段的红外辐射的抑制效果,设计地面状态下气溶胶颗粒投射的仿真环境,采用大涡模拟和颗粒离散相模型对含气溶胶颗粒的飞行器排气喷管尾部气固两相剪切流进行数值模拟研究,系统地分... 详细信息

为了探究气溶胶离散颗粒对飞行器排气喷管热喷流3~5μm波段的红外辐射的抑制效果,设计地面状态下气溶胶颗粒投射的仿真环境,采用大涡模拟和颗粒离散相模型对含气溶胶颗粒的飞行器排气喷管尾部气固两相剪切流进行数值模拟研究,系统地分析颗粒的质量流量、粒径和喷射速度对离散颗粒空间分布形态以及热喷流红外辐射抑制的影响规律。研究结果表明:颗粒的质量流量和粒径对于红外抑制效率的影响较为明显,增加颗粒质量流量对颗粒的空间分布形态影响较小,但能够显著提升红外抑制效率;当颗粒粒径大于1.0μm时,颗粒空间分布均匀,红外抑制效率最高;颗粒的喷射速度对于颗粒的空间分布以及红外抑制效率的影响较小。

关键词：红外抑制高速剪切流大涡模拟气溶胶颗粒分布气固相互作用

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套齿联轴器对航空发动机振动特性的影响

中国机械工程 2015年第10期26卷 1312-1319页

作者：廖仲坤陈果王海飞中国航天飞航技术研究院北京动力机械研究所北京100074 南京航空航天大学南京211106

研究了航空发动机套齿联轴器的连接刚度,推导了套齿动态啮合力计算模型,分析了随扭矩、套齿不对中和动态相对位移变化的套齿啮合力和啮合刚度。依据航空发动机套齿连接结构,建立了含套齿联轴器的三支点转子动力学模型,分析了套齿连接刚... 详细信息

研究了航空发动机套齿联轴器的连接刚度,推导了套齿动态啮合力计算模型,分析了随扭矩、套齿不对中和动态相对位移变化的套齿啮合力和啮合刚度。依据航空发动机套齿连接结构,建立了含套齿联轴器的三支点转子动力学模型,分析了套齿连接刚度对系统频率响应特性的影响,在考虑转轴间角度不对中的情况下,分析了套齿连接刚度对系统不对中响应的影响规律。结果发现,动态啮合力模型能够更加真实地模拟套齿连接刚度的变化,但是,当其径向啮合刚度变化不大时,其计算结果与等效刚度模型的计算结果相同,套齿角向刚度对系统动力性能影响很大,在套齿设计、装配和使用中需要重视。

关键词：航空发动机套齿联轴器啮合刚度不对中振动特性

基于正则化多核判别分析的航空发动机滚动轴承早期故障融合诊断方法

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航空动力学报 2013年第12期28卷 2759-2770页

作者：郝腾飞陈果廖仲坤程小勇赵斌王海飞南京航空航天大学民航学院南京210016 中国航天科工集团公司飞航技术研究院北京动力机械研究所北京100074

针对基于机匣测点信号的航空发动机滚动轴承早期故障诊断问题,提出了一种基于正则化多核判别分析的融合诊断方法.该方法首先提取多种类型的滚动轴承故障特征;然后采用相同的一组核参数为不同类型的特征分别构造一组核矩阵,并将所有核矩... 详细信息

针对基于机匣测点信号的航空发动机滚动轴承早期故障诊断问题,提出了一种基于正则化多核判别分析的融合诊断方法.该方法首先提取多种类型的滚动轴承故障特征;然后采用相同的一组核参数为不同类型的特征分别构造一组核矩阵,并将所有核矩阵组合在一起;最后通过求解一个半无限线性规划得到该组核矩阵关于正则化核判别分析的目标函数的最优线性组合系数,进一步采用该系数计算所有核矩阵的线性组合,从而实现多种类型特征信息的融合.实验结果表明:该方法诊断正确率与采用单一类型特征诊断的最高正确率相比提高了9.25%,同时可以避免核矩阵需要人工选择的问题,从而进一步提高了故障诊断的自动化水平.

关键词：航空发动机滚动轴承融合诊断多核学习正则化核判别分析

含支承松动故障的弹用涡扇发动机整机振动建模与机匣响应特征

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航空动力学报 2015年第3期30卷 627-638页

作者：王海飞陈果廖仲坤张璋邵伏勇南京航空航天大学民航学院南京210016 中国航天科工集团公司飞航技术研究院北京动力机械研究所北京100074

针对某型弹用涡扇发动机结构特点,建立了一种转子-支承-机匣整机模型,对转子与机匣采用有限元梁模型,支承采用集总质量模型,引入支承松动故障模型,利用数值积分方法求解耦合系统的响应.基于机匣加速度信号,研究了对称刚度以及不对称刚... 详细信息

针对某型弹用涡扇发动机结构特点,建立了一种转子-支承-机匣整机模型,对转子与机匣采用有限元梁模型,支承采用集总质量模型,引入支承松动故障模型,利用数值积分方法求解耦合系统的响应.基于机匣加速度信号,研究了对称刚度以及不对称刚度模型下松动故障的冲击特征分析.结果表明:1松动故障所引发的机匣加速度时域波形具有上下不对称性冲击特征以及频谱中出现倍频特征;2仿真计算结果与实际弹用涡扇发动机试车数据时域波形特征以及频谱特征非常一致,而且验证了不对称刚度松动故障模型更适合弹用涡扇发动机的松动故障建模.

关键词：动力学建模松动故障有限元模型松动特征支承松动

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带驻涡凹腔的径向钝体稳定器燃烧特性研究

推进技术 2023年第8期44卷 137-146页

作者：王玉清秦飞刘振德蒋妮朱韶华西北工业大学燃烧、热结构与内流场重点实验室陕西西安710072 北京动力机械研究所北京100074 中国航天科工飞航技术研究院北京100074

针对燃烧室高速气流中低压组织燃烧需求,本文分析驻涡稳定器-径向稳定器组合结构的燃烧性能,对驻涡燃烧室传焰和稳焰结构的优化设计提供支撑。研究采用实验和数值模拟相结合的方法,在0.06~0.08MPa的负压条件下,获得了组合稳定器结构的... 详细信息

针对燃烧室高速气流中低压组织燃烧需求,本文分析驻涡稳定器-径向稳定器组合结构的燃烧性能,对驻涡燃烧室传焰和稳焰结构的优化设计提供支撑。研究采用实验和数值模拟相结合的方法,在0.06~0.08MPa的负压条件下,获得了组合稳定器结构的燃烧效率、出口温度分布和热态流场。结果表明,径向稳定器的存在使得燃烧室出口产生了明显的温度不均匀现象;降低燃烧室总压将导致燃烧效率明显恶化,总压每下降0.01MPa,对应的燃烧效率将下降约5%。燃烧区的位置与流场息息相关,在热态燃烧过程中,高温区集中在凹腔侧边和径向稳定器外侧,燃烧室中央部分存在来源于凹腔值班级、并沿径向稳定器传播的火焰。余气系数的提升将增加主流供油的穿透深度,导致燃烧区进一步集中在燃烧室两侧,出口温度不均匀程度将由此上升,当余气系数下降到2以下时,燃烧室两侧燃油的富集将导致燃烧效率下降。

关键词：驻涡凹腔钝体稳定器流场燃烧效率温度分布

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10种石灰石浆液箱搅拌机的选型与计算

化工进展 2021年第S1期40卷 50-60页

作者：任高林张学伟魏强王永亮雷晨辉徐一慧马文鑫中国航天空气动力技术研究院北京100074

通过对搅拌机各组成部分的选型分析与介绍,针对脱硫脱硝中10种常见规格的石灰石浆液箱,进行搅拌机工艺选型上的优化设计,分析在脱硫脱硝石灰石浆液箱中如何进行搅拌机的优化选型,从而达到最优的使用效果和工艺要求。目前,搅拌机的选型... 详细信息

通过对搅拌机各组成部分的选型分析与介绍,针对脱硫脱硝中10种常见规格的石灰石浆液箱,进行搅拌机工艺选型上的优化设计,分析在脱硫脱硝石灰石浆液箱中如何进行搅拌机的优化选型,从而达到最优的使用效果和工艺要求。目前,搅拌机的选型和内构件的设计很大程度上依赖试验和实际工程经验。产品设计的优劣可使搅拌设备的效益相差十分悬殊,因此本文在明确石灰石浆液物料性质的基础上,针对搅拌设备的各个要素,例如叶轮的形状、叶轮直径、布置层数、转速、搅拌轴大小、挡板的尺寸和个数等进行一一优化。充分利用已有业绩对比分析,对10种常见的石灰石浆液箱规格型号在设计选型上完成优化,使机械搅拌机的设计理论更加完善,也能满足日常脱硫脱硝行业中从业者对石灰石浆液箱搅拌机的选型需求。

关键词：脱硫脱硝石灰石浆液箱搅拌机选型优化设计