国家重点基础研究发展计划(2007CB210103)
- 作品数：23 被引量：169H指数：7
- 相关作者：王延荣刘宝杰于贤君刘火星张小伟更多>>
- 相关机构：北京航空航天大学中国北方发动机研究所密西西比州立大学更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划北京航空航天大学博士研究生创新基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术理学更多>>
- 轴流压气机转子尖部三维复杂流动Ⅰ——实验和理论研究被引量：12
- 2010年
- 在低速大尺寸压气机实验台上,利用体视图像粒子测速(SPIV)技术测量了设计状态和近失速状态转子尖部的三维复杂流动,对典型二次流流动结构的特性及其产生、发展和演化机制做了研究。实验测量覆盖整个转子通道,从测量得到的各阶物理量中可以识别出叶尖泄漏涡、角区旋涡、通道涡和进口导叶尾迹等多种二次流流动结构。通过分析各种二次流流动结构造成的流动堵塞和损失发现:在设计状态,叶尖泄漏涡是流动堵塞和损失的主要来源,在转子出口处造成的流动堵塞约为总流量的0.35%;在近失速状态,角区旋涡对流动堵塞和损失的分布起了决定性作用,造成的流动堵塞可以达到总流量的8.5%。最后,借鉴二次流理论对角区旋涡的产生、发展和演化机制做了理论分析,结果表明角区旋涡的发展过程主要由流向速度的展向分布规律决定。
- 于贤君刘宝杰蒋浩康
- 关键词：叶尖泄漏涡二次流压气机
- 轴流压气机转子尖部三维复杂流动Ⅱ——数值模拟研究被引量：6
- 2010年
- 在实验研究和理论分析的基础上,对亚声速压气机转子尖部复杂流动做了数值模拟研究,旨在进一步深入研究叶尖间隙和进口总压分布对转子叶尖复杂流动的影响。首先通过对与实验条件相同的转子尖部复杂流动的数值模拟研究,校验了数值模拟结果,并分析了转子尖部复杂流动速度场、压力场和涡量场分布特性。然后通过改变叶尖间隙尺度和进口总压分布,研究了二者对近叶尖复杂流动的影响。研究结果表明:当叶尖间隙小于1%叶片弦长时角区旋涡的发展是导致转子失速的关键;而当叶尖间隙大于2%叶片弦长时叶尖泄漏涡的发展是导致转子失速的关键;改变进口总压分布可以合理地组织转子尖部流动并扩大转子工作裕度。此外,通过观测近叶片吸力面二维涡线的发展趋势可以判断叶尖复杂流动的发展状态。
- 于贤君刘宝杰蒋浩康
- 关键词：叶尖泄漏涡二次流数值模拟压气机
- 近失速状态下压气机静子通道内的三维流动被引量：5
- 2009年
- 本文综合运用体式激光粒子图像测速技术和油流显示技术研究了近失速状态下压气机静子通道内部的复杂三维流动,建立了静叶通道内部三维流动结构模型,并分析了典型流动结构的产生、发展和演化机制。实验结果表明,在近失速状态,近叶通道出现了两个截然不同的分离区—吸力面近机匣角区分离(7%～50%弦长,闭式分离)和吸力面近轮毂角区分离(50%弦长以后,开式分离),以及一些复杂的流向旋涡流动结构。
- 于贤君刘宝杰张志博赵斌
- 关键词：压气机
- 叶轮机械颤振稳定性的工程预测方法被引量：4
- 2010年
- 通过求解雷诺平均N-S方程并采用影响系数法,对三个基本正交模态的三维振荡涡轮叶片绕流问题进行了研究。结果表明数值模拟所得非定常气动力与实验吻合较好;基于刚体运动假设和模态叠加法,得到了可用于叶轮机械设计阶段颤振稳定性评估的稳定性参数图/气动阻尼图,即所有可能的刚体运动及其相应气动阻尼的关系图;通过对稳定性参数图/气动阻尼图的分析表明,在一定情况下振型对颤振稳定性有重要影响,应将其作为颤振稳定性设计的重要参数之一。
- 张正秋邹正平王延荣刘火星
- 关键词：涡轮叶片颤振气动阻尼数值仿真
- 用于叶轮机内流测量的压力敏感涂料校准实验被引量：1
- 2010年
- 本文介绍了用于叶轮机械内部流动测量的PSP技术校准系统的组成及校准实验结果。通过对所采集实验图像数据的计算处理,得到了校准特性曲线,与文献的结论基本吻合.同时还对特性曲线的影响因素进行了分析.
- 刘火星余弦陈怡邹正平
- 关键词：压力敏感涂料叶轮机械校准
- 基于离散单元法的二维颗粒阻尼研究被引量：5
- 2011年
- 针对自由端带空腔的L型悬臂梁建立了二维颗粒阻尼物理模型,发展并利用离散单元法(DEM)对二维颗粒阻尼进行了数值仿真,重点考查了二维空腔尺寸对颗粒阻尼的影响规律:①高度非线性的颗粒阻尼能够显著地抑制结构振动,阻尼值至少比金属材料阻尼大一个数量级;②当无量纲加速度Γ<1时,颗粒阻尼很小;当Γ>1时,随Γ增加,颗粒阻尼先增大后减小,即存在临界无量纲加速度使得阻尼最大;③颗粒阻尼的峰值随水平无量纲碰撞间隙的增加而增大,并向Γ减小方向略微偏移;而随垂直无量纲碰撞间隙增加,该峰值也增大,但却向Γ增大方向偏移.所发展方法的计算值与实验结果吻合很好,可用于颗粒阻尼器的设计及应用.
- 唐伟王延荣王相平杨剑秋
- 关键词：颗粒阻尼非线性阻尼
- 涡轮机械叶片的流固耦合数值计算方法被引量：43
- 2009年
- 发展了一种流固弱耦合数值方法来判断涡轮机械叶片气弹稳定性.通过一种数据交换方法将计算结构动力学(CSD)的节点振动位移施加到计算流体力学(CFD)的叶片表面网格点上,CFD分析采用多层动网格技术实时更新可动域的网格点坐标,并通过有限体积法求解了用k-ε湍流模型封闭的雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程.以NASA 67转子叶片为例,在设计状态下,对比了叶片前4阶模态下一个振动周期内的气动功及模态气动阻尼比,初步分析了叶片的气弹稳定性.计算结果表明:所发展的流固弱耦合数值方法用于判断涡轮机械叶片气弹稳定性是可行的.
- 张小伟王延荣张潇裴伟
- 关键词：叶片流固耦合气弹稳定性
- 压气机转子内部流场SPIV测量的精度分析被引量：5
- 2010年
- 讨论了压气机转子内部流场测量结果的不确定度分析方法,分析了三维速度的直接测量结果、一阶统计量(涡量)和二阶统计量(雷诺应力)测量结果的收敛性,及其所能够达到的典型测量精度;最后分析了影响速度高阶统计量测量精度的主要因素,及提高其精度的可行技术途径.
- 张志博于贤君刘宝杰
- 关键词：压气机
- 压气机转子叶片颤振边界的预测方法被引量：6
- 2011年
- 通过发展的基于能量法的颤振数值预测方法得到了压气机转子叶片的颤振边界.将计算结构动力学(CSD)分析得到的叶片表面节点位移插值到耦合面的流体网格点上,并将设计的多层动网格技术应用于计算流体动力学(CFD)方法,实现叶栅振荡作用下的非定常分析,得到叶片表面的非定常气动功以及模态气动阻尼比.以某第一级压气机转子叶片为例,对比了不同振型、不同工况下的气动弹性稳定性,并最终在压气机转子特性图上给出了叶片的失速颤振边界.计算结果表明:所发展的数值预测方法可以用于分析压气机叶片的气动弹性稳定性,并通过模态气动阻尼比能够较好地给出压气机叶片的颤振边界.
- 张小伟王延荣徐可宁
- 关键词：叶片颤振能量法颤振边界
- 风扇/压气机气动设计技术发展趋势——用于大型客机的大涵道比涡扇发动机被引量：39
- 2008年
- 分析了大型客机使用的当代先进大涵道比涡扇发动机及其下一代的风扇/压气机气动设计技术的现状和发展趋势,探讨了我国研制高性能大涵道比涡扇发动机在风扇/压气机方面所面临的严峻挑战,以及为了满足我国研制大涵道比涡扇发动机的需求,需要在风扇/压气机气动研究方面尽快展开的一些关键研究.
- 陈懋章刘宝杰
- 关键词：大型客机风扇压气机气动设计噪声
