检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2024年第8期60卷 299-307页

作者：闫巍郑群位景山姜斌丁骏哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001 杭州汽轮动力集团股份有限公司杭州310022

为了预测多级压气机的特性,通过逐级进行三维计算来修正一维计算程序内部的落后角计算模型、效率计算模型及轮缘功计算模型,使得一维计算预测的级特性曲线更加贴合所使用的叶型,降低了三维计算动静交界面传递数据而产生的误差。以此缩... 详细信息

为了预测多级压气机的特性,通过逐级进行三维计算来修正一维计算程序内部的落后角计算模型、效率计算模型及轮缘功计算模型,使得一维计算预测的级特性曲线更加贴合所使用的叶型,降低了三维计算动静交界面传递数据而产生的误差。以此缩放方法来实现压气机特性的更好预测,同时也降低了压气机采用三维计算预测性能所消耗的资源与时间。选取某8级压气机作为计算模型来验证提出的方法。结果表明,相较原模型的一维计算预测,经过缩放修正后的一维预测方法更接近试验结果。在相同压比下,三维计算与试验结果流量相差约1.18%,而缩放修正后的一维计算与试验结果流量偏差降低至0.29%。经过修正后的一维计算对于压气机叶片攻角落后角的预测也更加精准。提出的基于维度缩放修正一维程序方法能够更好地预测多级压气机特性。

关键词：特性预测多级轴流压气机一维计算级叠加法动静交界面

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轴流压气机一维特性计算方法简介及展望

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实验流体力学 2021年第2期35卷 1-12页

作者：王进周玲季路成北京理工大学宇航学院北京100081 清华大学航空发动机研究院北京100083

一维特性计算作为压气机设计体系的关键环节,在压气机的初始设计阶段发挥了重要作用。作为一种高度经验化的工程近似计算方法,一维性能计算需要大量实验数据的支撑。从实验数据中总结得到的经验关联式的质量,是决定一维计算成功与否的... 详细信息

一维特性计算作为压气机设计体系的关键环节,在压气机的初始设计阶段发挥了重要作用。作为一种高度经验化的工程近似计算方法,一维性能计算需要大量实验数据的支撑。从实验数据中总结得到的经验关联式的质量,是决定一维计算成功与否的关键。在充分调研欧美以级叠加方法和平均线方法为主的一维性能分析方法的基础上,回顾了轴流压气机一维特性计算方法的起源,讨论了其发展趋势与研究现状。对一维特性计算方法的基本原理及其所使用的经典经验关联式进行了整理总结,指明了压气机一维性能分析未来进一步发展的方向。

关键词：轴流压气机特性计算级叠加法平均线法一维

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雨滴对多级轴流压气机特性的影响

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计算机仿真 2022年第5期39卷 71-75页

作者：薛文鹏宋江涛许思琦中国飞行试验研究院陕西西安710089

为了深入研究水滴对发动机性能的影响和提高发动机性能仿真的精确,采用逐级计算的加法进行多级轴流压气机吸雨性能计算。通过将压气机各级计算模型拆分为“干压气机模型”和“湿压气机模型”,利用交叉计算得到压气机各级的性能参数,然... 详细信息

为了深入研究水滴对发动机性能的影响和提高发动机性能仿真的精确,采用逐级计算的加法进行多级轴流压气机吸雨性能计算。通过将压气机各级计算模型拆分为“干压气机模型”和“湿压气机模型”,利用交叉计算得到压气机各级的性能参数,然后逐级计算得到整体压气机的性能。针对某10级轴流式压气机,采用上述方法对压气机在吸雨条件下的性能进行仿真,计算得到该压气机在不同吸雨状态下的特性,温度和压力分布等性能参数,对于1%和2%吸雨量压气机出口的温度降低了6.9%和11.2%,水气比分别为2%、1%和0.5%,压气机出口压力分别增加了7.4%、5.3%和4.4%。为发动机在吸雨状态下的性能仿真和参数预测提供支撑。

关键词：级叠加法吸雨仿真特性图压力分布

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某型涡扇发动机气动稳定性模拟

某型涡扇发动机气动稳定性模拟

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作者：王鹏西北工业大学

学位级别：硕士

压力和温度畸变对发动机稳定性影响的评定是当代航空燃气涡轮发动机适用性战术指标的重要内容之一。对气流最敏感的部件是风扇和压气机,恶劣的压力和温度畸变会使得压气机丧失稳定性进入喘振,发动机的失稳会直接危及飞行安全。在所有影... 详细信息

压力和温度畸变对发动机稳定性影响的评定是当代航空燃气涡轮发动机适用性战术指标的重要内容之一。对气流最敏感的部件是风扇和压气机,恶劣的压力和温度畸变会使得压气机丧失稳定性进入喘振,发动机的失稳会直接危及飞行安全。在所有影响航空燃气涡轮发动机稳定性的因素中,进气总压和总温畸变对发动机稳定性的影响起着主导作用,所以本文开展了进口总压畸变和总温畸变对发动机稳定性影响的研究。本文根据当前航空发动机使用过程中遇到的总压和温度畸变问题,紧密跟踪国外发展趋势,发展了一种在发动机环境下评定航空燃气涡轮发动机压缩系统稳定工作边界的数学物理模型。压缩系统模型采用基于平行压气机理论的准一维时间相关模型方程和激盘-滞后-容积的压气机级模型,稳定性模型则采用了使用李亚普诺夫稳定性理论判断方法对整个压缩系统统一判别的方式。压缩系统稳定性分析在发动机环境下进行,要比单独进行压缩部件稳定性分析复杂的多。计算过程与发动机非设计点性能计算相关联,因为这时对每一个时刻发动机稳定性分析必须保证高低压压缩系统是在高低压转子之间匹配工作点上进行。而当要考虑畸变进气等复杂情况时,对每一个工作时刻发动机高低压转子匹配点的寻找、对于每一个一维计算单元对应工作点的寻找等都是一个复杂过程。用本文发展的计算程序对畸变进气条件下压气机稳定工作边界的变化进行了计算分析,用它判断发动机不稳定工作点的重复性和灵敏度都比较好,发展的数学物理模型可以正确的反映发动机压缩系统的工作状况。结果表明进气总压和总温畸变对发动机稳定性有很大的影响,使得压气机稳定工作边界在压气机的特性图中向右下方移动,降低了发动机的喘振裕度。通过将计算结果与试验结果进行比较,表明本论文发展的设计方法是有效的和可行的。

关键词：航空发动机畸变气动稳定性数值模拟失速/喘振级叠加法

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轴流压气机级全工况特性构造及整机性能预测

轴流压气机级全工况特性构造及整机性能预测

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作者：袁永娇大连理工大学

学位级别：硕士

船舶综合电力系统在舰船负荷变化过程中需要对负荷变化做出快速响应，因此准确的动力系统（燃气轮机）部件特性预测对舰船综合电力系统的调控具有重要意义。本文针对作为燃气轮机三大核心部件之一的压气机特性预测进行了深入的研究。　... 详细信息

船舶综合电力系统在舰船负荷变化过程中需要对负荷变化做出快速响应，因此准确的动力系统（燃气轮机）部件特性预测对舰船综合电力系统的调控具有重要意义。本文针对作为燃气轮机三大核心部件之一的压气机特性预测进行了深入的研究。　　（1）压气机单级性能的预测研究。提出利用参考点、失速点、堵塞点三点特性构建设计转速单级性能方法，采用通用模型、Steiken模型、Cai模型以及Howell模型四种模型，分别确定近失速点(φs,Ψs,ηs)、近堵塞点(φc,Ψc,ηc)，并提出相对坐标系单级性能计算模型以及变工况换算模型，实现由设计转速单级性能到非设计转速单级性能的特性变换，从而完成搭建全工况的单级性能关系数据库。　　（2）利用级性能叠加法预测轴流压气机特性。在MATALB软件平台完成整机性能计算，开发了一维预测轴流压气机特性的级叠加程序，包括子功能程序（全工况单级性能数据库）与输出程序两部分，预测了rotor37、NASA2stage压气机全工况特性，预测结果与实验数据基本一致，除部分点外误差均控制在3%以内，证明了该程序的有效性。　　（3）提出数值缩放方法预测设计转速单级特性。当实验数据未知且采用经验模型构造的设计转速单级性能曲线不准确时，采用三维数值仿真方法获得设计转速下的各单级特性，并将设计转速单级性能、变转速时单级最高效率以及堵塞因子输入到级叠加法计算压气机性能的程序中，实现整机性能的预测。以74A型轴流压气机为例，开展了全工况特性的计算和预测，取得了良好结果，可实现压气机整机的快速特性预测。　　（4）利用74A型压气机数值仿真结果、rotor37以及NASA两级实验数据，修正了设计转速单级性能关系获取方法中的一种（Cai、Howell失速堵塞模型），大大提高了设计转速特性预测精度。　　（5）开展压气机失速边界的预测方法研究。采用OPR模型（压比极值）、oρ模型（整机密度极值）、sρ模型（单级密度极值）、DF模型（扩散系数）以及Aungier模型（等效速比）五种失速模型预测压气机失速边界，选择与实验误差最小的模型为最优模型，并对各压气机进行了验证，取得了良好的结果。　　以上研究完善了级叠加法，可实现轴流压气机部件快速特性预测。

关键词：轴流压气机级叠加法特性预测失速预测数值缩放

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轴流压气机转角气动特性计算的级叠加方法研究

轴流压气机转角气动特性计算的级叠加方法研究

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作者：夏凯中国舰船研究院

学位级别：硕士

压气机防喘是压气机设计者面临的关键课题之一。压气机一旦发生喘振轻则造成燃气轮机特性的急剧恶化,重则导致燃气轮机熄火甚至于叶片断裂而致使整台燃气轮机遭受严重破坏。因此拓宽压气机的稳定工作范围,推迟不稳定流动现象产生、防止... 详细信息

压气机防喘是压气机设计者面临的关键课题之一。压气机一旦发生喘振轻则造成燃气轮机特性的急剧恶化,重则导致燃气轮机熄火甚至于叶片断裂而致使整台燃气轮机遭受严重破坏。因此拓宽压气机的稳定工作范围,推迟不稳定流动现象产生、防止压气机喘振的出现就变得尤为重要。适当调节压气机可调静叶的角度,可以防止压气机在非设计转速下发生失速或喘振。与单纯的放气防喘措施相比,可调静叶防喘具有能扩大燃气轮机许用功率范围,提高低工况经济性,改善燃气轮机的启动加速性能及改善机舱工作条件等优点。可调静叶防喘设计的关键是如何找到多列可转静叶随转速变化的最佳转角规律,由于转角规律的变量多,自由度大,其方案的排列组合数量很大,如果采用压气机三维数值模拟或者压气机全台试验的方法全范围搜索,其时间和成本耗费很大。因此,有必要研究开发一种针对多列可转静叶转角规律的一维快速设计方法。所以本文针对一台低压九级轴流压气机,通过对压气机转角气动特性计算的级叠加方法的研究,利用一维级叠加法进行变工况下变几何计算,进而筛选出不同工况下几组满意的角度组合,再进行数值模拟比较一维计算的结果,最终可以实现快速找到转角组合使得喘振裕度和效率都比较好的方案,主要工作如下:首先,对于压气机转角气动特性计算的级叠加方法进行研究,确定级叠加计算需要用到的相关参量、关联曲线和计算公式,进而利用Excel建立级叠加计算程序,其次,利用Numeca商业软件Autogrid5对某型低压九级轴流压气机划分网格,再利用CFX商业软件对画好的网格进行三维流场数值模拟,并对数据结果进行后处理提取,再应用到基元级上通过速度三角形进行计算,对于转角级,建立动叶、静叶的特性模型,对于不转角级,建立级特性模型。为了提高计算准确度,再考虑阻塞系数和对于轴向速度的修正、三维流场模拟和平均中径参数的修正。最后用一维级叠加程序计算6700r/min、6500r/min、6000r/min转速下,四列静叶不同转角组合条件下的压气机特性线,并与三维计算结果进行比较,得到压气机喘振裕度和等熵效率都比较好的各转速下的转角规律。

关键词：燃气轮机级叠加法变几何特性计算

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多级轴流压气机非设计性能预估

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燃气涡轮试验与研究 1997年第1期10卷 32-37页

作者：王永明燃气涡轮研究所

介绍了一个用于多级轴流压气机非设计性能预估的级叠加法和程序。此方法的特点是可以计算多级轴流压气机在低转速时部分级已处于失速状态下的全台总性能参数 ,以及静叶安装角可调的影响。并可利用此程序进行方案初步设计。为说明此计算... 详细信息

介绍了一个用于多级轴流压气机非设计性能预估的级叠加法和程序。此方法的特点是可以计算多级轴流压气机在低转速时部分级已处于失速状态下的全台总性能参数 ,以及静叶安装角可调的影响。并可利用此程序进行方案初步设计。为说明此计算程序的适用范围和功能 ,给出了四个不同类型的算例。

关键词：航空发动机轴流压气机特性计算方法非设计性能预估级叠加法

来源：评论

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基于通用级特性图的压气机特性计算方法

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能源技术 2008年第2期29卷 72-75,78页

作者：刘慧刘永文上海交通大学叶轮机械研究所上海200240

为了简化燃气轮机建模与仿真中的压气机特性计算,介绍了一种使用通用级特性曲线的计算方法,讨论了级特性图中参考系数的选取对计算精确性的影响,并应用优化后的通用级特性图,对某多级轴流压气机的设计点和非设计点进行了计算,预估出其... 详细信息

为了简化燃气轮机建模与仿真中的压气机特性计算,介绍了一种使用通用级特性曲线的计算方法,讨论了级特性图中参考系数的选取对计算精确性的影响,并应用优化后的通用级特性图,对某多级轴流压气机的设计点和非设计点进行了计算,预估出其总特性线,计算结果与原级特性的结果符合良好,验证了该级特性在压气机特性计算中有一定的适用性和通用性,同时也可将其作为原始参考应用于指定压气机级特性的推导和研究。

关键词：燃气轮机轴流压气机级叠加法通用级特性图

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考虑过失速特性的多级轴流压缩机的性能模拟

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风机技术 2007年第5期49卷 7-9,39页

作者：王鹏蔡元虎王占学乔渭阳田喜明中航商用飞机有限公司西北工业大学动力与能源学院西安市710072 西北工业大学动力与能源学院西安市710072 　　

分别以一台2级风扇、8级高压压缩机为考核算例,进行了计算并与试验数据进行了对比分析。计算结果表明:嵌入考虑过失速模型并考虑其它影响的压缩机特性预测模型具有很好的预测精度。

关键词：轴流式压缩机过失速特性级叠加法

来源：评论

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基于平衡蒸发模型的压气机湿压缩性能级叠加预测方法

基于平衡蒸发模型的压气机湿压缩性能级叠加预测方法

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第六届空天动力联合会议暨中国航天第三专业信息网第四十二届技术交流会暨2021航空发动机技术发展高层论坛

作者：安利平王掩刚王昊王牌西北工业大学动力与能源学院中国航发四川燃气涡轮研究院

为了形成能够快速预测压气机湿压缩性能的手段,建立了压气机基元级理想湿压缩物理模型,并基于平衡湿压缩理论结合压气机一维级叠加特性预测方法发展了压气机湿压缩性能快速预测方法。采用该方法对NASA Stage 35湿压缩性能进行预测,并与... 详细信息

为了形成能够快速预测压气机湿压缩性能的手段,建立了压气机基元级理想湿压缩物理模型,并基于平衡湿压缩理论结合压气机一维级叠加特性预测方法发展了压气机湿压缩性能快速预测方法。采用该方法对NASA Stage 35湿压缩性能进行预测,并与三维数值仿真结果进行对比校验,结果表明:当实际的压气机湿压缩过程接近平衡湿压缩过程(喷湿量> 5%)时,该方法能够较准确的预测压气机的湿压缩特性,具体表现为该方法能够准确预测出不同喷湿条件下压气机气动性能及进出口流动参数的变化规律,同时其对近设计点压比和耗功的预测值相比数值仿真结果误差不超过7.19%;但是受到该方法理想的平衡湿压缩条件的限制,对于实际湿压缩过程偏离平衡湿压缩程度较大的情况(喷湿量<4%),该方法能够预测出湿压缩对压气机气动特性影响的趋势,但数值上误差较大。

关键词：压气机湿压缩平衡蒸发模型级叠加法

来源：评论

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