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速度扰动对自激振荡火焰流–热–声动态特性影响试验研究

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工程热物理学报 2024年第6期45卷 1615-1624页

作者：金明李原森陆羽笛柳伟杰葛冰臧述升上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 中国航空发动机集团中国航空发动机研究院北京101304

为分析燃烧器入口速度扰动频率对自激振荡燃烧的影响,掌握速度扰动抑制自激振荡燃烧的方法。通过试验研究了速度扰动频率对自激振荡燃烧条件下流–热–声动态特性的影响规律。试验在常温常压下进行,燃烧器入口平均速度u=10.1m/s,速度扰... 详细信息

为分析燃烧器入口速度扰动频率对自激振荡燃烧的影响,掌握速度扰动抑制自激振荡燃烧的方法。通过试验研究了速度扰动频率对自激振荡燃烧条件下流–热–声动态特性的影响规律。试验在常温常压下进行,燃烧器入口平均速度u=10.1m/s,速度扰动幅值u′/u=10%,速度扰动频率范围55~235 Hz。利用光电倍增管和脉动压力传感器测量全局火焰热释放率和脉动压力动态特性,采样率为20 kHz;采用高频PIV测量流场动态特性,采样率为1 kHz。结果表明在自激振荡燃烧条件下,流–热–声不稳定模态频率相同,多物理场耦合驱动自激振荡燃烧;在速度扰动与自激振荡燃烧耦合时,速度扰动频率近似等于自激振荡频率或倍频时,自激振荡燃烧受到抑制,而在其他速度扰动频率下,自激振荡仍占据主导。当受迫燃烧斯特劳哈尔数St_(f)远小于自激振荡燃烧斯特劳哈尔数St时,主燃级射流外剪切层大尺度旋涡仍存在,且旋涡脱落频率仍等于自激振荡频率;而St_(f)近似等于或大于St时,大尺度旋涡随着St_(f)增大而逐渐减少,且旋涡脱落频率等于速度扰动频率。

关键词：自激振荡燃烧受迫燃烧速度扰动频率流动不稳定性热声不稳定性

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中心分级燃烧器流-热-声动态特性实验研究

清华大学学报（自然科学版） 2024年第1期64卷 99-108页

作者：金明陆羽笛李原森柳伟杰葛冰臧述升上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 中国航空发动机集团中国航空发动机研究院北京101304

通过高频粒子图像测速法(particle image velocimetry,PIV)及高速相机、压力传感器、光电倍增管等,研究中心分级燃烧器流-热-声动态特性,揭示了中心分级燃烧器单级旋流和中心分级火焰的流动及热声稳定性的变化规律。结果表明:主燃级为... 详细信息

通过高频粒子图像测速法(particle image velocimetry,PIV)及高速相机、压力传感器、光电倍增管等,研究中心分级燃烧器流-热-声动态特性,揭示了中心分级燃烧器单级旋流和中心分级火焰的流动及热声稳定性的变化规律。结果表明:主燃级为旋流火焰时,预燃级的旋流空气会破坏流场中的回流区,加剧主燃级火焰的不稳定性,而预燃级为旋流火焰时可将主燃级火焰的脉动压力幅值降低76.8%;燃烧热负荷增大导致气流加速膨胀,诱发射流剪切层产生更高强度的旋涡,预燃级与主燃级火焰相互干涉可加速旋涡的耗散,改变了旋涡的脱落频率;与单级旋流火焰相比,主燃级和预燃级火焰干涉区的火焰脉动最剧烈,且主燃级射流外剪切层的大尺度旋涡加剧了主燃级火焰的脉动。

关键词：中心分级燃烧器本征正交分解(proper orthogonal decomposition POD)模态分解流动不稳定性热声不稳定性

基于摩擦热效应的刷式密封摩擦副匹配性实验研究

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中国机械工程 2024年第4期35卷 636-645,690页

作者：杨艺潇孙丹兰可心赵欢冯毓钟张杰一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沈阳110136 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司贵阳550081 中国航空发动机集团有限公司沈阳发动机研究所沈阳110015 中国航空发动机集团有限公司航空发动机动力传输航空科技重点实验室沈阳110015

刷丝与转子涂层相互作用产生的摩擦热效应直接影响刷式密封的密封性能和使用寿命。分析了刷式密封摩擦副之间的摩擦热效应理论,设计搭建了刷式密封摩擦副摩擦热效应实验装置,设计加工了6种不同结构参数与刷丝材料的刷式密封实验件和4种... 详细信息

刷丝与转子涂层相互作用产生的摩擦热效应直接影响刷式密封的密封性能和使用寿命。分析了刷式密封摩擦副之间的摩擦热效应理论,设计搭建了刷式密封摩擦副摩擦热效应实验装置,设计加工了6种不同结构参数与刷丝材料的刷式密封实验件和4种不同涂层材料的摩擦转盘,实验研究了工况参数、结构参数以及不同摩擦副材料对刷式密封摩擦热效应的影响,通过对比分析刷式密封最高温度以及磨损前后摩擦副的磨损形貌及磨损量,获取了刷丝与转子涂层材料的匹配性关系。研究结果表明:刷式密封最高温度会随着摩擦时长的增加先迅速升高后趋于稳定,随着干涉量的增大而升高,干涉量由0.3 mm增大至0.4 mm,刷丝平均最高温升达39.96℃;最高温度随着刷丝束厚度的增加而升高,随着后挡板保护高度的增大而降低;当刷丝材料为钴基高温合金GH605时,最佳转子涂层材料为WC,当刷丝材料为镍基高温合金GH4169时,最佳转子涂层材料为ZrO_(2),此两种匹配材料能够在相同工况下产生较低的摩擦热量,且耐磨性能高于其他匹配材料。

关键词：刷式密封摩擦热效应摩擦副匹配性干涉量

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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

航空发动机叶片冲击耗散能对机匣包容能力的影响研究

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振动与冲击 2024年第12期43卷 322-330页

作者：曹铁男杨治中王靖元燕吉强张代军中国航空发动机集团有限公司沈阳发动机研究所沈阳110015 中国航空发动机集团有限公司北京航空材料研究院北京100095

面向航空发动机机匣包容精细设计需求,研究飞失过程中叶片耗散能对机匣包容性的影响规律。结合打靶试验及有限元数值仿真,对以TC4靶板为对象的机匣包容原理模拟件进行研究,揭示了机匣包容能力对叶片冲击耗散能的敏感性,验证了数值分析... 详细信息

面向航空发动机机匣包容精细设计需求,研究飞失过程中叶片耗散能对机匣包容性的影响规律。结合打靶试验及有限元数值仿真,对以TC4靶板为对象的机匣包容原理模拟件进行研究,揭示了机匣包容能力对叶片冲击耗散能的敏感性,验证了数值分析方法的准确性和合理性。基于建立的简化风扇模型,明确了机匣包容不同阶段中叶片-机匣能量转化机制,分析了叶片与机匣碰撞过程中机匣包容能力对叶片材料主要参数的敏感性。结果表明,叶片在冲击、碰撞过程产生的耗散能对机匣包容能力有着明显的影响,在工程设计中可考虑通过改善叶片材料延伸率和硬化系数以及降低弹性模量等途径提升机匣的包容能力。

关键词：机匣包容叶片耗散能损伤模式本构参数

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某型航空发动机振动值波动故障诊断和排除

振动．测试与诊断 2024年第2期44卷 274-279,408页

作者：丁小飞廖明夫韩方军王俨剀西北工业大学动力与能源学院西安710072 中国航空发动机集团沈阳发动机研究所沈阳110015

针对某型航空发动机试车过程中的稳态振动波动问题,开展了时域和频域分析,指出振动波动是由于低压2倍频和高压基频振动拍振所引起。推导了航空发动机拍振引起的振动响应,建立了某型航空发动机双转子动力学模型,并进行了仿真分析。仿真... 详细信息

针对某型航空发动机试车过程中的稳态振动波动问题,开展了时域和频域分析,指出振动波动是由于低压2倍频和高压基频振动拍振所引起。推导了航空发动机拍振引起的振动响应,建立了某型航空发动机双转子动力学模型,并进行了仿真分析。仿真结果表明,当发动机两个激振力频率相近时,会产生拍振引起振动波动,仿真结果与试验结果相吻合。结合发动机结构和其工作特点,分析了发动机形成低压倍频-高压基频耦合拍振的条件,给出了拍振排除方法,并通过试验验证了方法的正确性。工程上可以通过调整高压和低压转子转差关系,将转速比调整到合理范围内即可消除拍振。

关键词：航空发动机双转子拍振振动波动

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

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

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... 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1000Hz以上，峰值速度高于300m/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

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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

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