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无反馈通道自激扫掠喷嘴工作特性

推进技术 2024年第8期45卷 156-165页

作者：王士奇温泉贾志刚中国航空发动机集团有限公司中国航空发动机研究院北京101304

无反馈通道自激扫掠喷嘴仅在压力驱动下,通过两股射流在耦合腔内部的相互作用,就能在出口实现液柱喷射方向的自激发高频变化。为了探索此新型喷嘴在航空发动机内燃油喷射的应用潜力,本研究综合采用高速阴影成像法和二维数值模拟方法,研... 详细信息

无反馈通道自激扫掠喷嘴仅在压力驱动下,通过两股射流在耦合腔内部的相互作用,就能在出口实现液柱喷射方向的自激发高频变化。为了探索此新型喷嘴在航空发动机内燃油喷射的应用潜力,本研究综合采用高速阴影成像法和二维数值模拟方法,研究了不同工作介质、不同缩比尺寸下,无反馈通道自激扫掠喷嘴的特征流速、工作频率、扫掠张角等参数随工作压降的响应变化情况。结果表明,无反馈通道自激扫掠喷嘴在较宽的工作压力范围(0.1~6 MPa)和特征尺寸范围(0.2~7 mm)内均能够实现稳定的自激发扫掠振荡喷射,产生30°以上的扫掠张角和5 kHz以上的振荡频率。无反馈通道自激扫掠喷嘴的扫掠张角基本不随压力和等比缩放特征尺寸而变化,但是其工作频率与其喉道处的特征流速成正比,与喉道宽度成反比,且其频率响应存在双模态现象。

关键词：自激扫掠喷嘴无反馈通道流体振荡器非定常数值模拟高速阴影成像法

三级高速轴流压气机变转速导静联调特性及流动机理研究

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工程热物理学报 2024年第2期45卷 418-426页

作者：花雨李聪琚亚平张楚华西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 中国航空发动机集团沈阳发动机研究所沈阳110015

变转速及变导静叶片角度是实现轴流压气机扩稳增效的两个最有效性能调节方法,对航机、燃机、工业压缩系统的高效宽工况运行具有重要影响。本文针对多级高速轴流压气机易出现低转速下裕度不够的问题,对某3.5级高速轴流压气机在100%~70%... 详细信息

变转速及变导静叶片角度是实现轴流压气机扩稳增效的两个最有效性能调节方法,对航机、燃机、工业压缩系统的高效宽工况运行具有重要影响。本文针对多级高速轴流压气机易出现低转速下裕度不够的问题,对某3.5级高速轴流压气机在100%~70%设计转速范围内四种转速下的内部流动进行了全三维定常数值模拟,重点分析了低转速下的失速特性及其流动失稳机理。结果表明:100%、90%设计转速下失速裕度为16.58%、32.22%;在80%、70%设计转速下失速裕度分别为0.22%、0.34%,性能曲线表现出突变失速的不连续性。分析流动机理后发现80%转速下流动失稳现象为R1叶尖部分叶高失速,该失速无法通过增大流量解除;70%转速下流动失稳现象为S2角区分离引起S3双开型角区分离失速,该失速可通过增大流量解除。研究工作对完善多级高速轴流压气机导静叶调节扩稳设计具有指导价值。

关键词：多级高速轴流压气机变转速导静叶联调突变失速数值模拟

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某型涡扇发动机主燃油系统低频脉动问题分析

航空动力学报 2024年

作者：孙昊博李凌汉刘晓峰中国航空发动机集团有限公司沈阳发动机研究所

针对某型涡扇发动机主燃油系统中存在低频脉动，影响发动机工作安全性的问题，对燃油流路中低频脉动的产生机理进行分析，明确低频脉动的影响因素，从脉动的影响因素出发，结合主燃油系统的工作原理和相关附件、管路装配关系，定位系统... 详细信息

针对某型涡扇发动机主燃油系统中存在低频脉动，影响发动机工作安全性的问题，对燃油流路中低频脉动的产生机理进行分析，明确低频脉动的影响因素，从脉动的影响因素出发，结合主燃油系统的工作原理和相关附件、管路装配关系，定位系统中低频脉动大的原因，并提出一种通过调整活门型孔尺寸抑制低频脉动的改进措施。改进后的活门随发动机开展整机试验验证，试验结果均表明，改进措施合理有效，对低频脉动的抑制效果显著，随着发动机的工作状态点和脉动基准值的变化，脉动幅值可降低5%～84%，大幅提升了发动机主燃油系统的工作可靠性，保证了发动机试车安全。

关键词：涡扇发动机主燃油系统低频脉动活门型孔等增益比

自激扫掠喷嘴与压力型雾化喷嘴工作特性对比研究

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推进技术 2024年

作者：王士奇董跃路赵鹏马梁贾志刚温泉中国航空发动机集团有限公司中国航空发动机研究院中国民航大学航空工程学院

为厘清自激扫掠喷嘴与传统压力型雾化喷嘴工作差异，拓展自激扫掠喷嘴应用场景，本文采用高速阴影成像、激光粒径测量等试验方法，针对典型的空心锥离心喷嘴、平面扇形喷嘴以及自激扫掠喷嘴在静止大气环境下的工作特性进行测量和对比分... 详细信息

为厘清自激扫掠喷嘴与传统压力型雾化喷嘴工作差异，拓展自激扫掠喷嘴应用场景，本文采用高速阴影成像、激光粒径测量等试验方法，针对典型的空心锥离心喷嘴、平面扇形喷嘴以及自激扫掠喷嘴在静止大气环境下的工作特性进行测量和对比分析。结果表明，三者具有相同的流量、张角响应特性，但自激扫掠喷嘴具有强烈的非定常性，其时均液雾形态与扇形喷嘴类似，瞬态流场区别明显。自激扫掠喷嘴的雾化粒径随压降的提高迅速降低，变化规律与离心式喷嘴和平面扇形类似。在0.5 MPa压降下，离心喷嘴中心粒径最小，为38.3 μm，而平面扇形喷嘴和自激扫掠喷嘴的中心粒径接近，分别为62.6μm和62.7 μm。然而，自激扫掠喷嘴出口液雾分布极不均匀，呈现两侧液雾集中且粒径大，中间液雾较少且粒径小的“双峰”结构，相同压降下边缘粒径达126.9 μm。自激扫掠喷嘴独特的工作原理、雾化和散布特性可为燃油在高速气流环境下，大范围均匀散布提供全新的解决方案。

关键词：自激扫掠喷嘴平面扇形喷嘴离心喷嘴雾化粒径穿透深度空间散布

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《企业档案管理规定》主要内容及相关思考

北京档案 2024年第1期 30-34页

作者：张晓中国航空发动机集团有限公司

2023年10月1日起施行的《企业档案管理规定》是新时代企业档案工作的重要准则。论文对《企业档案管理规定》主要内容进行了系统介绍和评述,分析了主要特点,并提出了进一步完善的建议。

关键词：企业档案档案管理国家档案局第21号令档案部门规章

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自激扫掠喷嘴气液两相流场特性研究

推进技术 2024年第6期45卷 110-119页

作者：马梁杨威王士奇肖翼贾志刚中国民航大学天津市民用航空器适航与维修重点实验室天津300300 中国航空发动机集团中国航空发动机研究院北京101304

为研究自激扫掠喷嘴内、外流场结构,分析高频扫掠液柱的变形和破碎过程,首先采用高速阴影成像法,在0.1~4.0 MPa压降范围内,对喷嘴的扫掠频率及扫掠张角等基本工作特性进行了测量;其次,采用实验测量结果对气液两相数值模型进行了校核;最... 详细信息

为研究自激扫掠喷嘴内、外流场结构,分析高频扫掠液柱的变形和破碎过程,首先采用高速阴影成像法,在0.1~4.0 MPa压降范围内,对喷嘴的扫掠频率及扫掠张角等基本工作特性进行了测量;其次,采用实验测量结果对气液两相数值模型进行了校核;最后,采用校核后的数值模型对喷嘴内、外气液两相流场结构开展了模拟研究。研究结果表明:喷嘴内部为单相流动,无气相介质的回流;液柱的高频扫掠使其在喷嘴出口形成了一个扇形液面;液柱的自旋增强了气相对液柱的剪切作用;在扇形液面两侧,液柱的反向偏转会导致其变形和破碎;在扇形液面中间,液柱的横向扫掠形成一个高速气相区,气相速度可达液相的3倍,提高了韦伯数,使得“液丝状”的液柱进一步破碎并扩散。

关键词：自激扫掠喷嘴扫掠张角扫掠频率气液两相自旋速度梯度

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高空通风活门内流场特性数值模拟和试验验证

航空发动机 2024年第3期50卷 103-106页

作者：韩金在苏壮中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015 中国航空发动机集团航空发动机动力传输重点实验室沈阳110015

为准确掌握大通风量条件下高空通风活门工作特性,以高空通风活门为研究对象开展流场特性数值仿真分析技术研究,对不同膜盒间隙的高空通风活门内部流场进行对比分析,获得了不同入口质量流量条件下高空通风活门的压降特性曲线。结合滑油... 详细信息

为准确掌握大通风量条件下高空通风活门工作特性,以高空通风活门为研究对象开展流场特性数值仿真分析技术研究,对不同膜盒间隙的高空通风活门内部流场进行对比分析,获得了不同入口质量流量条件下高空通风活门的压降特性曲线。结合滑油系统附件试验器改造,利用小量程与大量程体积流量计组合形式实现纯空气体积流量的测量,开展了高空通风活门压降试验,并将试验结果与数值仿真分析结果进行对比验证。结果表明:仿真分析结果与试验结果吻合较好,流场特性仿真分析方法可用于高空通风活门压降特性预测,现有高空通风活门在不同膜盒间隙下内流场特性相似,其压降主要集中于膜盒间隙处,改善膜盒间隙处结构,可有效降低压降。

关键词：通风活门膜盒间隙通风系统润滑系统航空发动机

基于流体振荡器阵列的S型流道主动控制实验研究

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推进技术 2024年第9期45卷 60-70页

作者：王士奇邵冬罗斌贾志刚陆华伟孔晓治中国航空发动机集团有限公司中国航空发动机研究院北京101304 大连海事大学船舶与海洋工程学院辽宁大连116026

本文针对一个典型的大折转角、大尺度S弯流道,设计并制造了一个由16个流体振荡器组成的大型阵列,并对S弯内部流动进行了主动控制实验研究。首先采用高频响热线风速仪、高精度质量流量计等手段测量了流体振荡器的频率、速度、流量等随进... 详细信息

本文针对一个典型的大折转角、大尺度S弯流道,设计并制造了一个由16个流体振荡器组成的大型阵列,并对S弯内部流动进行了主动控制实验研究。首先采用高频响热线风速仪、高精度质量流量计等手段测量了流体振荡器的频率、速度、流量等随进口压力的响应变化规律及其在大型阵列中的工作特性一致性。其次采用壁面压力采集、五孔探针等手段测量了不同激励条件下,S弯流道的壁面压力分布以及出口截面的总压分布情况。结果表明,所设计的脉冲型流体振荡器能够产生1 kHz以上,峰值速度高于300 m/s的高频高速振荡射流,且阵列中多个振荡器的流量、频率、振荡速度范围等工作特性保持了较好的一致性。流体振荡器阵列在S弯流道上壁面一弯前缘形成了一排开孔率仅为10%的脉冲射流孔,在与主流成45°射流角度、进口马赫数Ma=0.15,激励速度比uR=4.31条件下,仅使用激励质量流量比Cm=0.39%的激励质量流量,就使S弯流道的出口平均总压损失改善了10.6%。本研究验证了流体振荡器阵列控制大尺寸分离流动的高效能力。

关键词： S型流道流体振荡器阵列脉冲射流主动流动控制非定常激励器

抑扰型刷式密封刷丝浮升效应流固耦合数值分析

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航空动力学报 2024年第10期 128-137页

作者：孙基生孙丹赵欢慕伟任国哲徐文峰沈阳航空航天大学航空发动机学院辽宁省航空宇航推进系统先进测试技术重点实验室中国航发沈阳发动机研究所中国航空发动机集团有限公司航空发动机动力传输重点实验室

提出抑扰型刷式密封结构，基于arbitrary Lagrange-Eulerian(ALE)流固耦合方法建立抑扰型刷式密封刷丝浮升效应三维瞬态求解模型，研究不同抑扰孔结构刷式密封泄漏特性和速度特性，以及抑扰孔结构参数对刷式密封刷丝浮升效应的影响规律... 详细信息

提出抑扰型刷式密封结构，基于arbitrary Lagrange-Eulerian(ALE)流固耦合方法建立抑扰型刷式密封刷丝浮升效应三维瞬态求解模型，研究不同抑扰孔结构刷式密封泄漏特性和速度特性，以及抑扰孔结构参数对刷式密封刷丝浮升效应的影响规律。研究结果表明：在传统刷式密封前挡板设置抑扰孔可改变前排刷丝受力状态，前排刷丝受到与扰动方向相反的力矩，有效抑制刷丝浮升效应产生，显著提升传统刷式密封封严性能。相较于易产生刷丝浮升效应的传统刷式密封，降低抑扰孔高度、增加抑扰孔直径和排数，均可有效降低刷式密封泄漏量，其中增加抑扰孔排数至3排可降低30.2%泄漏量。设置抑扰孔结构可抑制刷丝浮升效应引起的前排刷丝形变，相比于传统刷式密封，抑扰孔高度设置为3.75 mm、抑扰孔直径设置为1.5 mm与抑扰孔排数设置为3排，分别使刷丝自由端平均变形量减少53.2%、34.8%和54.0%。

关键词：抑扰型刷式密封刷丝浮升效应 arbitrary Lagrange-Eulerian方法流固耦合数值分析