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微型涡流发生器改善S弯喷管流场的实验研究

推进技术 2024年

作者：刘诗敏梁华李金平张富垚马张煜空军工程大学航空工程学院航空动力系统与等离子体技术全国重点实验室南京航空航天大学航空学院

S弯喷管虽然能够提升飞行器隐身性能，但弯曲的几何结构会造成额外的总压损失和低能流体脉动增强的问题，导致飞行器性能降低，因此需要采用流动控制手段改善内部流场。本文将阵列式微型涡流发生器安装在S弯喷管上壁面中心线局部速度最... 详细信息

S弯喷管虽然能够提升飞行器隐身性能，但弯曲的几何结构会造成额外的总压损失和低能流体脉动增强的问题，导致飞行器性能降低，因此需要采用流动控制手段改善内部流场。本文将阵列式微型涡流发生器安装在S弯喷管上壁面中心线局部速度最大点前侧，研究其在冷态流场中对喷管出口总压损失的控制效果和对上壁面下游流场低频脉动的抑制效果。结果表明：(1)在试验参数下，对于相同高度的微型涡流发生器，安装位置距离局部速度最大点较远时，喷管出口截面总压损失系数更低。(2)落压比为1.2时，安装高度为2.2%喷管入口直径的微型涡流发生器，能够使喷管出口平均总压损失系数相对基准降低8.57%。(3)微型涡流发生器能降低喷管上壁面下游流场的低频脉动，使脉动幅值降低22.8%，提升低能流稳定性。

关键词： S弯喷管微型涡流发生器总压损失流动控制变分模态分解

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基于临界距离理论的修复叶片疲劳极限评估

航空动力学报 2024年

作者：柯镇汭尚一博李斌赵振华周留成王晨易敏南京航空航天大学航空学院航空航天结构力学及控制全国重点实验室空军工程大学基础部空军工程大学航空动力系统与等离子体技术全国重点实验室南京航空航天大学动力与能源学院空军工程大学航空工程学院

外物损伤是影响航空发动机风扇和压气机叶片服役安全的重要因素。对于尺寸较小的外物损伤缺口，通常采用机加或手工打磨方式进行维修。为了准确评估机加和打磨修复的缺口叶片疲劳性能，本文首先测试了机加和打磨修复叶片的高周疲劳极限... 详细信息

外物损伤是影响航空发动机风扇和压气机叶片服役安全的重要因素。对于尺寸较小的外物损伤缺口，通常采用机加或手工打磨方式进行维修。为了准确评估机加和打磨修复的缺口叶片疲劳性能，本文首先测试了机加和打磨修复叶片的高周疲劳极限，然后基于临界距离理论建立了疲劳极限评估模型，分析了不同应力选取方法对模型精度的影响，并与经典Peterson模型进行了对比。结果表明，基于临界距离理论建立的模型可以准确预测机加和手工打磨等修复工艺的缺口叶片疲劳极限；在临界距离模型中，使用主应力绝对值的最大值进行预测与使用沿叶片长度方向正应力进行预测差别很小；其模型精度（平均误差小于11%）远高于Peterson经典模型（平均误差26.03%）。

关键词：钛合金叶片修复处理高周疲劳极限临界距离理论 Peterson模型

不同工艺参数对激光粉末床熔融熔池辐射强度影响规律研究

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中国激光 2024年

作者：邓萌周鑫成星张婷王学德居婷西安空天机电智能制造有限公司空军工程大学航空等离子体动力学重点实验室西安交通大学未来技术学院重庆交通大学航空学院

激光粉末床熔融的在线监测技术能够通过实时监测一些过程特征信号来反映成形过程，判断成形质量，其中熔池辐射强度是重要过程特征信号之一，但目前就熔池辐射强度信号进行在线监测的深入分析较少、分析难度较大。基于此，本文提出了偏... 详细信息

激光粉末床熔融的在线监测技术能够通过实时监测一些过程特征信号来反映成形过程，判断成形质量，其中熔池辐射强度是重要过程特征信号之一，但目前就熔池辐射强度信号进行在线监测的深入分析较少、分析难度较大。基于此，本文提出了偏差积分曲线、概率密度函数曲线、相对热图三种熔池辐射强度分析方法。研究了工艺参数的变化对熔池辐射强度的影响规律，对工艺参数对熔池辐射强度的影响机理进行了讨论，最后对不同工艺参数对熔池辐射强度的影响规律进行了验证。结果表明，随着扫描间距变小、扫描速度变小、激光功率变大到一定范围后，激光能量密度增加到一定范围，熔池辐射强度总体增加，数据波动程度变高，分布范围变广；刚开始打印后一段时间熔池辐射强度偏小，结束打印前一段时间熔池辐射强度偏大；提出的分析方法可实现工艺参数识别。未来可结合致密度、表面粗糙度等性能数据实现成形质量在线判断。

关键词：光学数据处理激光粉末床熔融熔池辐射强度分析变化规律工艺参数识别

无保护层纳秒脉冲激光强化对DD5单晶合金耐磨性能的影响

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表面技术 2024年第7期53卷 136-145页

作者：史增祥党晓凤罗思海郭嘉琛梁晓晴何卫锋周留成空军工程大学航空工程学院航空等离子体动力学实验室西安710038

目的提高发动机涡轮叶片榫头材料DD5单晶高温合金的高温耐磨性能。方法采用不同能量的无保护层纳秒脉冲激光对DD5单晶合金试样表面进行处理,利用摩擦磨损试验机获得DD5单晶合金在650℃下的摩擦磨损性能参数,并通过显微硬度计、扫描电子... 详细信息

目的提高发动机涡轮叶片榫头材料DD5单晶高温合金的高温耐磨性能。方法采用不同能量的无保护层纳秒脉冲激光对DD5单晶合金试样表面进行处理,利用摩擦磨损试验机获得DD5单晶合金在650℃下的摩擦磨损性能参数,并通过显微硬度计、扫描电子显微镜、能谱仪、共聚焦三维表面轮廓仪对磨损前后的DD5单晶试件进行表征分析,揭示纳秒脉冲激光强化技术提高单晶高温合金耐磨性能的机理。结果采用纳秒脉冲激光处理DD5单晶高温合金后,材料表层发生了重熔现象,并在重熔层中生成了弥散分布的铝的氧化物颗粒,其粒径为5~50nm;纳秒脉冲激光处理后产生的弥散分布的氧化铝颗粒为硬质相,它提升了单晶表面的显微硬度;经纳秒脉冲激光处理后,试样的磨损率降低了19.7%~37.6%,单晶合金的磨损机制以磨粒磨损为主。结论经纳秒脉冲激光处理后,单晶表面生成了含有弥散分布的纳米氧化铝颗粒的重熔层,在它与激光诱导的等离子体冲击波产生的硬化层的共同作用下,提升了镍基单晶高温合金在高温下的耐磨性能。

关键词：镍基单晶高温合金纳秒脉冲激光氧化铝颗粒显微硬度摩擦磨损磨损机制

反向和同向旋流滑动弧等离子体点火助燃头部的燃烧特性

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燃烧科学与技术 2024年第3期30卷 311-322页

作者：刘磊胡长淮陈一屈美娇王宇许书英空军工程大学航空工程学院西安710038 西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学航天航空学院西安710049 航空动力系统与等离子体技术全国重点实验室西安710381 西安工程大学机电工程学院西安710600

非平衡态等离子体点火助燃技术是新型的燃烧调控技术.面对航空发动机燃烧室稳定燃烧的迫切需求,为发挥滑动弧等离子体技术在改善雾化、提高燃烧效率等方面的优势,搭建了航空发动机燃烧室实验平台,并开展了不同旋流方向下滑动弧放电等离... 详细信息

非平衡态等离子体点火助燃技术是新型的燃烧调控技术.面对航空发动机燃烧室稳定燃烧的迫切需求,为发挥滑动弧等离子体技术在改善雾化、提高燃烧效率等方面的优势,搭建了航空发动机燃烧室实验平台,并开展了不同旋流方向下滑动弧放电等离子体的燃烧特性实验.实验通过采集燃烧过程OH^(*)化学发光强度图像,着重分析了不同旋流方向滑动弧等离子体对燃烧室燃烧强度、温度分布以及燃烧效率的影响.研究表明,施加等离子体助燃后,燃烧室内的平均已燃区相对强度明显提升,且反向旋流等离子体助燃的提升效果更加明显;反向旋流滑动弧助燃的径向温度分布相较于同向旋流滑动弧助燃均匀性提升,当余气系数为2.0时,反向旋流等离子体助燃的径向温度分布系数为0.3022,同向旋流等离子体助燃的径向温度分布系数为0.3223;反向旋流滑动弧助燃的燃烧效率高于同向旋流滑动弧放电的燃烧效率,当余气系数为2.0时,反向旋流等离子体助燃的燃烧效率为89.56%,同向旋流等离子体助燃的燃烧效率为83.41%.

关键词：燃烧室头部滑动弧等离子体反向旋流同向旋流点火助燃

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燃烧室减速熄火条件下滑动弧等离子体对火焰演化的影响

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推进技术 2024年

作者：侯豪豪陈一屈美娇吴云胡长淮许书英王宇陈威西安工程大学机电工程学院航空动力系统与等离子体技术全国重点实验室(西安) 西安交通大学机械工程学院空军工程大学航空工程学院西安交通大学航天航空学院

飞行器在空中大机动和急加减速时，航空发动机燃烧室油气比骤变，某些瞬间会跨越油气比极限，导致稳焰困难，面临熄火风险。针对上述问题，本文提出在燃烧室头部施加滑动弧放电激励，通过等离子体助燃技术改善燃烧室减速熄火特性，基于... 详细信息

飞行器在空中大机动和急加减速时，航空发动机燃烧室油气比骤变，某些瞬间会跨越油气比极限，导致稳焰困难，面临熄火风险。针对上述问题，本文提出在燃烧室头部施加滑动弧放电激励，通过等离子体助燃技术改善燃烧室减速熄火特性，基于单头部模型燃烧室，研究了不同减油速率下滑动弧等离子体对火焰演化的影响规律。结果表明，施加等离子体助燃能降低脱体火焰距离，将火焰维持在头部附近，以及抑制火焰的衰减速率。在减油速率为8 g/s2条件下，施加等离子体助燃后，脱体火焰距离从63.1 mm缩短至24.8 mm；在燃烧室临近熄火状态下，施加等离子体助燃后火焰质心会向燃烧室头部方向移动，在减油速率为8 g/s条件下，施加等离子体助燃后火焰质心向燃烧室头部方向移动41.7 mm；另一方面，减油速率为2 g/s时，施加等离子体助燃使得火焰最大衰减速率降低9.2%。

关键词：航空发动机燃烧室等离子体助燃滑动弧等离子体减速熄火火焰演化

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卷积循环神经网络的高光谱图像解混方法

西安电子科技大学学报 2024年

作者：孔繁锵余圣杰王坤方煦吕志杰南京航空航天大学航天学院空军装备部驻无锡地区第一军事代表室中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所

针对传统的解混方法和基于自编码器的解混网络方法，利用空间信息提升了解混性能，但未深入挖掘和利用光谱特征，而光谱特征和空间信息的有效结合能够进一步提高解混性能，因此，提出了基于双向卷积长短期记忆网络的解混框架（CLAENet... 详细信息

针对传统的解混方法和基于自编码器的解混网络方法，利用空间信息提升了解混性能，但未深入挖掘和利用光谱特征，而光谱特征和空间信息的有效结合能够进一步提高解混性能，因此，提出了基于双向卷积长短期记忆网络的解混框架（CLAENet）。该框架采用创新性的网络结构设计，通过卷积层深入挖掘空间特征，同时利用卷积长短期记忆单元充分挖掘波段间的光谱变异性及其光谱相关性，有效处理光谱维度的序列信息，从而实现对高光谱数据更加精准和高效的分析。为了更加细致地区分和利用高光谱数据中不同谱段的特异性，采用深度光谱分区方法优化网络输入，通过自适应学习机制对不同光谱区域精细化处理，增强了模型对高光谱数据中复杂光谱关系的捕捉能力，进一步提升网络的解混性能。在模拟和多个真实高光谱数据集上的对比实验表明，该方法在解混精度和模型鲁棒性等方面均优于现有方法，特别是在处理复杂地物光谱特征时，表现出良好的泛化能力和稳定性，能够准确估计端元和丰度。

关键词：高光谱图像循环神经网络自编码器卷积长短期记忆网络深度光谱分区

超高速微尺度偏心转静间隙压力和温度场实验测量研究

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推进技术 2024年

作者：吕元伟王仁轩张镜洋刘源黄璞黄钟文张鹏南京航空航天大学航天学院航空工业金城南京机电液压工程研究中心空军装备部驻上海地区第一军代室

为探索超高转速下微尺度转静间隙剪切流动及热特性，本文进行了直径D=50 mm，转速n=0～6×104r/min，间隙比δ=0.0023，偏心率ε=0.62工况下转静间隙全向压力与气动热温升分布实验研究。通过复测和转轴轴心轨迹实时监控获得修正后的转... 详细信息

为探索超高转速下微尺度转静间隙剪切流动及热特性，本文进行了直径D=50 mm，转速n=0～6×104r/min，间隙比δ=0.0023，偏心率ε=0.62工况下转静间隙全向压力与气动热温升分布实验研究。通过复测和转轴轴心轨迹实时监控获得修正后的转静间隙尺度和偏心率。结果表明，微米尺度间隙耦合超高转速下，间隙气膜压力随时间呈现周期性分布规律且最大间隙区域的压力脉动幅度大于最小间隙。中心截面气膜压力沿周向呈现正弦分布趋势，但微尺度耦合超高转速使得最大正压值和最大负压值发生的区域更加靠近。有限长度转静间隙内的压力受到自作用轴向压差下端泄效应的影响，气膜压力沿轴向由中心截面向轴端逐渐降低。转速n>3×104r/min工况下，转静间隙剪切流气动热效应开始变得显著，到n=6×104r/min工况下，间隙气膜最大温升可达35 ℃。由于间隙两端受限情形不同，沿轴线方向最大压力和气动热温升位于中轴线偏向电机一侧区域附近且沿两侧逐渐降低。本文发现转静间隙气动热温升沿周向几乎相等，与已发表的研究呈现不同的规律。

关键词：剪切流动转静间隙压力测量气动热测量微尺度间隙端泄效应

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时序数据图像化:战术意图识别及可移植框架

通信学报 2024年第8期45卷 149-165页

作者：宋亚飞李乐民权文倪鹏王科空军工程大学防空反导学院陕西西安710051 复杂航空系统仿真重点实验室北京100076

通过将时序编码为图像,提出了一种结合曲线滤波技术和EfficientNetV2图像识别网络的鲁棒且可移植的战术意图识别框架。曲线滤波技术可以有效地减少大量时域特征、模型参数和训练时间的冗余,基于此,提出了一种改进的格拉姆角场方法将时... 详细信息

通过将时序编码为图像,提出了一种结合曲线滤波技术和EfficientNetV2图像识别网络的鲁棒且可移植的战术意图识别框架。曲线滤波技术可以有效地减少大量时域特征、模型参数和训练时间的冗余,基于此,提出了一种改进的格拉姆角场方法将时序编码为图像,提高了卷积神经网络的特征提取能力。EfficientNetV2网络能够有效地处理意图图像,并成为预训练模型,使得在不同系统之间进行迁移学习成为可能。实验结果表明,所提框架相对于机器学习及深度学习等方法提高了0.99%以上的准确率,具有更好的性能、可扩展性、鲁棒性和可迁移性。

关键词：时序编码意图识别图像分类曲线滤波格拉姆角场 EfficientNetV2

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