教育部“新世纪优秀人才支持计划”(NCET-05-0189)
- 作品数：11 被引量：101H指数：7
- 相关作者：徐国强陶智丁水汀王营邓宏武更多>>
- 相关机构：北京航空航天大学沈阳发动机设计研究所北京青云航空仪表有限公司更多>>
- 发文基金：教育部“新世纪优秀人才支持计划”国家教育部博士点基金凡舟基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术机械工程更多>>
- 曲率对旋转态气膜冷却效率影响的数值模拟被引量：2
- 2009年
- 通过对旋转状态下曲率叶片模型上气膜冷却现象的流动和换热进行数值模拟,得到了不同主流雷诺数、吹风比和旋转数情况下吸力面和压力面上的冷却效率分布.计算选用κ-ω和SST（Shear-Stress Transport）湍流模型,主流雷诺数Re=3 198.4-6 716.6,吹风比M=0.2-1.2,旋转数Rt=0-0.015 9.结果表明：旋转数的增大导致气膜孔下游中心区域的冷却效率下降,但使压力面整场的冷却效果略有提高;吹风比的增大使得吸力面和压力面上的冷却效率逐渐降低,主流雷诺数的变化对壁面整体冷却效果则影响不大.此外,相同工况下吸力面上的冷却效率要高于压力面上的对应值.
- 杨彬徐国强孟恒辉吴宏
- 关键词：气膜冷却曲率
- 宽弦空心风扇叶片流固耦合作用下的叶片响应分析被引量：17
- 2008年
- 利用数值模拟的方法,对宽弦空心风扇叶片在空气场作用下的瞬态响应进行了研究.采用流固耦合数值计算方法,得到了某宽弦空心风扇叶片在非定常边界条件下的变形响应.计算结果表明,叶片在空气场的作用下,最大位移发生在叶片前缘叶尖处,在沿叶展方向与叶片内部芯板结构沿叶展方向分布重合处产生应力集中,应力值由叶片表面向叶片内部逐渐减小,内部芯板虽然厚度较薄,但分布应力值均较小,且应力集中发生在叶片表面.气动力与叶片结构之间的耦合作用,使叶片结构模态振型沿周向不再均匀分布.叶片在气固耦合时的变形响应以绕旋转轴的弯曲振动为主,接近叶片的一阶模态变形.
- 王营陶智杜发荣郝勇
- 关键词：数值模拟流固耦合
- 液晶测温法对平板气膜冷却的实验研究被引量：11
- 2007年
- 采用热色液晶测温法,对沿流向倾角30°的圆孔排平板气膜冷却进行了实验研究.测量了绝热壁温、壁温等温度场.研究了吹风比、孔排等因素对气膜冷却效果和换热系数的影响.结果表明:吹风比对气膜冷却效果的影响很大,冷却效果随吹风比的增大而降低;圆孔气膜冷却效果沿横向位置波动较大,孔之间容易形成冷却死区.利用液晶测温技术可以很好地反映气膜冷却区域及冷却效果等.
- 徐国强田宁陶智丁水汀罗翔邓宏武
- 关键词：平板气膜冷却吹风比热色液晶
- 航空发动机涡轮盘结构优化设计被引量：14
- 2010年
- 提出一种新的涡轮盘结构优化设计方案,通过有限元方法对某航空发动机涡轮盘进行了结构优化,并对其进行强度分析和安全裕度检验以选取最优结构。在基准实心涡轮盘的基础上,按照质量最轻的设计原则对其截面进行了结构拓扑优化,得到一种新的空心涡轮盘;通过判断其安全裕度是否在许用范围,对该空心涡轮盘进行结构拓扑修正,得到另外一种新的空心涡轮盘,对基准实心涡轮盘与两种新的空心涡轮盘的结构强度进行了计算和安全裕度检验以及对比分析。计算结果表明:(1)在给定相同边界条件下,上述三种不同结构涡轮盘的结构强度均满足设计要求;(2)与基准实心涡轮盘相比,质量最轻的空心涡轮盘安全系数降低了25.23%,超出了安全裕度范围;(3)拓扑修正后的空心涡轮盘与质量最轻的空心涡轮盘相比,质量增加了1.08%,但最大等效应力和最大等效应变均有超过10%的降低幅度,安全裕度符合许用要求,选为最优结构。该优化方法对涡轮盘的结构设计具有借鉴意义。
- 王营余朝蓬
- 关键词：有限元方法涡轮盘结构优化安全裕度
- 内部冲击和外部气膜的组合特性研究被引量：6
- 2007年
- 利用数值模拟的方法研究了一种外部稀疏气膜和内部冲击复合的导向器叶片冷却结构.研究的重点是气膜孔和冲击孔的相对位置以及气膜孔直径对叶盆和叶背冷却效率的影响规律,并对叶盆区域和叶背区域的综合冷却效率和热均匀性做了讨论.计算表明:在计算所选取的参数范围内,气膜孔直径的增大提高了叶盆区域的综合冷却效率,而对叶背区域的影响规律则较为复杂;综合考虑叶盆叶背的冷却效率和热均匀性,气膜孔的位置在单元腔的前部时冷却效果最好.
- 丁水汀崔亮孙纪宁陶智徐国强李秋实
- 关键词：航空航天推进系统气膜冷却数值模拟
- 典型层板冷却结构中流体流阻与换热特性的实验被引量：12
- 2007年
- 对进气孔、扰流柱和出气孔个数之比为1∶4∶1的典型层板冷却结构的流体流阻与换热特性进行了实验研究.结果表明,对于进、出气板间距不大的层板模型,出气板内表面的换热系数最大,扰流柱表面的换热系数次之,进气板内表面的换热系数最小.对不同层板模型的比较表明,相同流量下随着进气孔直径的增大,流阻系数增大,进气板内表面的换热系数变化不大、出气板内表面的换热减弱;随着出气孔直径的增大,流阻明显减小,进气板内表面的换热减弱,出气板内表面的换热变化不大;随着出气孔倾角的增大,流阻增大,进气板内表面的换热增强,出气板内表面的换热变化不大.
- 陶智魏豪杰丁水汀邓宏武徐国强林宇震
- 关键词：航空航天推进系统燃气轮机对流换热
- 交错肋通道换热和流阻特性的研究被引量：10
- 2007年
- 针对布有交错肋的涡轮叶片尾缘内冷通道进行了换热以及流阻的实验研究.实验结果表明,变截面带肋通道的换热效果和流阻都高于等截面带肋通道.等截面通道和变截面通道相对于光通道而言Nu数分别提升了4-6倍和7倍,但其流阻系数相应的也分别提高了400倍和600倍左右.变截面带肋通道的综合换热效果同样优于等截面通道.
- 丁水汀秦岭邓宏武陶智徐国强林宇震
- 关键词：航空航天推进系统涡轮叶片换热
- 旋转状态下气膜冷却特性的数值研究被引量：7
- 2008年
- 通过对带有气膜孔倾斜角度为30°,60°和90°圆柱形交错孔排的涡轮叶片模型进行数值模拟,得到了不同平均吹风比、雷诺数和旋转数情况下前缘面侧与后缘面侧的气膜冷却流动与换热特性及各气膜孔流量系数的分配规律。结果表明,冷气受到离心力与哥氏力的共同作用在前缘面侧向高半径处发生偏转,导致壁面冷却效率降低;雷诺数的增大会降低壁面上的气膜冷却效率,高吹风比则不利于紧贴气膜孔下游区域的冷却;各气膜孔的流量系数随着平均吹风比的增大而增大,随旋转数的提高而减小;受哥氏力作用的影响,相同工况下后缘面侧各气膜孔的流量系数明显高于前缘面侧对应气膜孔的值。
- 杨彬徐国强丁水汀罗翔
- 关键词：气膜冷却
- 直径比对冲击气膜组合冷却流动与换热的影响被引量：5
- 2008年
- 通过数值模拟,研究了涡轮叶片弦中区所采用的新型双层腔冷却结构的冷却特性,系统分析了冲击气膜组合冷却的流动与换热特性,讨论了冷气进口雷诺数Re、吹风比M以及气膜孔与冲击孔的直径比D/d对组合冷却效果的影响。计算参数范围是：冷气进口雷诺数Re=2 000～5 000,吹风比M=0.6～2.0。计算结果表明,冷气进口Re,M以及D/d对双层腔结构冷却效果的影响非常明显,在计算范围内：（1）Re和M越高,冷却效果越好;（2）当冲击孔直径一定时,增加气膜孔的直径,冷却效果会随之增加;（3）当冲击孔直径一定时,增加气膜孔的直径,流阻系数会随之减小。
- 王开徐国强孙纪宁陶智吴宏伟
- 关键词：气膜换热
- 宽弦空心风扇叶片动力响应特性研究被引量：27
- 2007年
- 宽弦空心风扇叶片是未来风扇叶片的发展趋势.本文采用ANSYS软件利用数值模拟方法,通过对叶片的模态特性和脉冲激励下的响应特性研究得到了叶片的基本变形以及动态响应变形情况.结论为该风扇叶片振动时以弯曲变形为主,工作转速在6000r/min以内,弯曲振动变形规律以及叶片空心加芯板的结构决定了叶片应力集中发生在内含芯板的叶盆中心处.另外,在叶片高速旋转时的离心作用使得叶根处也成为应力集中区域.
- 杨雯杜发荣郝勇丁水汀李秋实王营
- 关键词：航空航天推进系统模态
