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压气机气动力学发展的一些问题
压气机气 动力学发展
2013/9/7
本文讨论了现代压气机气动力学发展的趋势,指出了对流场细微结构进行研究的重要性和研究的内容,并论述了试验研究和数值计算在解决这一问题中的作用,和尚待解决的一些问题。 现代压气机气动力学发展的主要方向是跨音、粘流和非定常流。本文对三大方向的一些重要课题进行了评述,讨论了困难之所在,并对解决某些问题的方法提出了一些看法。
对某车用增压离心压气机进行了三维数值模拟,研究了离心压气机设计点和不同转速下近喘振点进气流场,基于此提出了离心压气机进气轮盖导叶流场控制措施并进行了验证实验.研究表明:离心压气机近喘振点压力面与吸力面压力差异影响到进气流场,导致进气口轮盖附近出现与叶轮转向相反的切向速度;且从低转速到高转速,该与叶轮转向相反的切向速度逐渐增大;离心压气机设计点进气在叶片压力面和吸力面前分别形成与叶轮转向相反和相同的...
针对航空发动机压气机健康监测提出了一种基于线性矩阵不等式（LMI）和H∞优化理论的航空发动机压气机传感器鲁棒故障诊断的方法.在航空发动机具有模型不确定性和外界噪声的情况下，应用基于神经网络的线性拟合方法实现航空发动机压气机离散模型的建立；并通过LMI和H∞优化问题的求解得到未知输入观测器的设计参数，实现具有强鲁棒性的传感器故障诊断.该方法比以前研究中未知输入观测器故障诊断方法的优点在于能够同时处理...
在低速大尺寸压气机试验台上，利用体视粒子图像测速（SPIV）技术详细测量了不同气动负荷水平的叶片、不同转子叶尖间隙大小和不同工作状态时转子通道内部的流场结构。定量分析了不同测量条件下转子通道内堵塞分布特点，讨论了影响堵塞发展的物理机制，旨在为转子尖部流动控制和模化研究提供必要的理论帮助。结果表明：在本文的各种测量条件下，叶尖泄漏堵塞均呈现非线性、非单调性的特征，通常在叶片通道内出现堵塞峰值；叶片通...
叶顶喷气已被证实能够有效拓宽轴流压气机的稳定工作范围。基于此，针对轴流压气机流动失稳控制，以叶顶喷气作为控制手段，采用比例电磁阀实现喷气量的实时可调，充分利用从微喷气到大喷气的扩稳能力。通过设计相应的DSP（Digital Signal Processing）控制器，实现信号采集、算法分析、控制信号输出的功能。并结合提出的互相关分析检测前失速先兆信号的方法，成功地实现了从动态信号检测到叶顶喷气的反...
为改善压气机过渡段内的流动损失,提高设计过程的快速性和结果的准确性。首先,发展了结合气动评估与优化算法的带支板压气机过渡段的设计方法,并编制了相应程序。针对算法各自的特点将不同的气动评估方法运用到优化方法的不同阶段,求解子午平面的二维方法用于解空间的全局寻优,精确求解三维雷诺平均Navier-Stokes (RANS)方程的方法用于进行局部寻优,这使得设计流程变得快速而不失准确性,并建立了方便进行...
针对作者提出的轴流压气机非定常两代流型——非定常自然流型(UNFT)和非定常耦合流型(UCFT)——概念,本文进行了数值模拟和试验两个方面的验证。从数值模拟结果来看,实现非定常耦合流型后,对应非定常流场的时空结构将由无序状态向有序状态转化,流场的时均性能也能得到较大提高。环形叶栅声激励和PIV测量的实验结果亦证实了这一结论。
对转压气机(CRC)由于其独特的气动和结构优势而被认为是进一步提高航空发动机推重比的重要技术途径之一。在小扰动理论的基础上发展了对转压气机旋转失速的小扰动分析方法,并以实验室对转压气机为研究对象,采用小扰动理论和计算流体力学(CFD)数值模拟两种方法对不同转速匹配工况下的最先失速级位置进行了相应的研究,为对转压气机失速边界的预估探索一种快速有效的方法。研究结果表明:①旋转失速的小扰动分析方法可以较...
轴流压气机旋转失速DSP在线控制方法
流动控制 空气动力学 旋转失速 DSP在线控制
2008/3/14
针对压气机旋转失速的在线控制新方法进行了实验研究。构造了完整的数字信号处理（DSP）控制方案，并在单级低速轴流压气机实验台上完成了实验验证。在对动态信号进行时域分析、频域分析、滤波及相关性分析的基础上，确定了旋转失速在线控制的整定值，结合叶顶微喷气扩稳方法，在不同相关系数设定的条件下，进行了旋转失速在线反馈控制的实验研究。实验结果显示该DSP控制系统与相关计算方案结合具有有效的控制效果，为压气机流...
折线斜缝式机匣处理对轴流压气机端部流场影响的实验研究及分析
折线斜缝式处理机匣 端部流动 转子裕度
1998/10/9
在一个单级轴流压气机的孤立转子上，通过实验的方法详细研究了折线斜缝式处理机匣对压气机总性能及基元性能的影响。在一总体效果最佳的轴向叠合量下，研究了机匣处理前后转子进出口轴向速度的变化、基元总压比的变化及载荷系数的变化。该种新型的处理机匣形式不仅扩大了压气机的稳定工作范围，而且使压气机的峰值效率及边界点效率有所提高。利用三维热线风速仪结合锁相集平均技术测量了实壁机匣及处理机匣转子后的三维流场，得出了...
带机匣处理的轴流压气机过失速性能的研究
带机匣 轴流压气机 过失速性能
1997/1/31
针对一种可提高压气机裕度而又不牺牲效率的新型机匣处理，实验研究了亚音速单级轴流压气机孤立转子机匣处理前后的过失速性能，借助于压缩系统的一维逐级可压流数学模型，发展了一种可用于带机匣处理的压气机过失速性能预测程序，并用它解释了机匣处理后转子所特有的失速现象。
从叶轮机械转动坐标系中的三维、可压、湍流、Ｒｅｙｎｏｌｄｓ平均Ｎ－Ｓ方程组出发，用Ｂａｌｄ－ｗｉｎ－Ｌｏｍａｘ湍流模式使方程组闭合；结合有限体积离散并采用隐式矢通量分裂技术；求解了西德宇航院（ＤＦＶＬＲ）的单级跨音速压气机转子内的三维湍流流场。计算结果可分辨出该转子内三维流场的细微结构、激波的空间曲面；得到马蹄涡、通道涡、尾迹涡和角涡的形态及其发展，流场的三维性非常明显。计算得到的壁面极限流线图可...
稳态联合畸变下多级轴流压气机的气动稳定性分析
稳态联合 畸变 压气机 稳定性
1995/2/23
发展了一种分析稳态压力 -温度联合畸变下多级轴流压气机气动稳定性的逐级平行压缩系统模型。导出了基于双对角线格式的数值预测方法。对三级实验压气机进行数值分析后 ,给出了压气机进口稳态压力、压力 -温度联合畸变与压气机稳定裕度损失之间的定量关系 ;并给出了压气机失稳首发级的识别方法。
涡喷发动机压气机的单元控制体模型
涡喷发动机 压气机 单元控制体模型
1994/1/22
根据控制体理论，建立了涡喷发动机中压气机的逐级数学模型。采用特征线关系数值求解质量、动量和能量方程。方程中的叶片力和轴功由稳态的级特性提供，并由一阶滞后方程考虑其动态效应。该模型可以模拟进口温度（或压力）瞬变下压气机的逐级响应，寻找首先失速的关键级。数值结果表明，引起失速的进口温升近似地与进口温升率呈线性关系。