检索结果-内蒙古大学图书馆

航空动力学报 2025年第3期40卷 380-392页

作者：茅晓晨焦英辰杨宗豪西北工业大学动力与能源学院西安710129 西北工业大学翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室西安710129

进口附面层(IBL)条件对压气机内部流动特性具有显著影响,为探究其对高负荷压气机串列叶栅端区流动特性的影响,采用定常数值方法对某高亚声速压气机串列叶栅流场进行计算,并研究了不同进口条件,包括附面层厚度及常规和倾斜两种形式对叶... 详细信息

进口附面层(IBL)条件对压气机内部流动特性具有显著影响,为探究其对高负荷压气机串列叶栅端区流动特性的影响,采用定常数值方法对某高亚声速压气机串列叶栅流场进行计算,并研究了不同进口条件,包括附面层厚度及常规和倾斜两种形式对叶尖泄漏和角区分离两种流动结构的影响,结果表明:在无叶尖间隙时,进口附面层增厚会使角区分离在前叶的三维尺度以及后叶的周向范围增大,附面层倾斜效应使前叶二次流削弱而后叶二次流增强,总压损失降低,且进口附面层厚度增大使倾斜效应对角区流动的影响降低。1%叶高间隙下,增大附面层厚度使泄漏涡的展向尺度增大,附面层倾斜效应则使前叶泄漏涡增强,后叶泄漏涡减弱,总压损失减小,而进口附面层厚度增加使倾斜效应对叶尖端区流动的影响增强。

关键词：串列叶栅进口附面层倾斜附面层叶尖泄漏流角区分离

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基于迎风格式伴随方程的飞行器边界特性设计方法

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北京航空航天大学学报 2025年第1期51卷 281-292页

作者：邓俊高正红黄江涛赵轲夏露西北工业大学航空学院西安710072 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所绵阳621000 西北工业大学翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室西安710072

飞行器的边界特性决定了其安全性和飞行性能,是飞行器设计的难点和重点。引入迎风格式伴随方程和不同的通量限制器处理形式,提高复杂流动问题的伴随方程求解精度、效率和鲁棒性,拓展伴随优化方法在飞行器边界特性设计的应用范围。介绍... 详细信息

飞行器的边界特性决定了其安全性和飞行性能,是飞行器设计的难点和重点。引入迎风格式伴随方程和不同的通量限制器处理形式,提高复杂流动问题的伴随方程求解精度、效率和鲁棒性,拓展伴随优化方法在飞行器边界特性设计的应用范围。介绍了离散伴随求解梯度的基本原理,在此基础上推导了伴随方程的无黏项及其边界条件的变分形式,根据通量限制器的处理方式,形成一阶精度、二阶精度和混合精度的伴随方程。对伴随方程的边界处理措施进行了研究。通过ONERA M6机翼梯度精度和鲁棒性验证算例,对比迎风格式和中心格式的伴随方程求解性能,分析限制器和边界处理措施对伴随方程的收敛性和梯度精度的影响。通过CRM翼身组合体巡航气动优化设计和边界特性优化设计算例,验证了求解器对飞行器巡航性能设计和边界特性设计的有效性。计算和设计结果表明,建立的迎风格式伴随方程求解方法鲁棒和梯度精度高,能够适用于飞行器边界特性设计难题的求解。

关键词：迎风格式通量限制器离散伴随方程梯度计算边界特性气动优化

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基于POD方法的对转压气机叶顶非定常流场分析

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航空动力学报 2025年第2期40卷 46-60页

作者：王磊高丽敏茅晓晨郭彦超俞一波西北工业大学动力与能源学院西安710129 西北工业大学翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室西安710129

为深入研究对转压气机内的非定常流动特征及其流动机理,基于非定常数值模拟和本征正交分解(POD)方法开展了对转压气机近失速工况下的叶顶非定常流场分析。结果表明:上游转子(R1)叶顶非定常流场的主导频率为1BPF(叶片通过频率),其主导结... 详细信息

为深入研究对转压气机内的非定常流动特征及其流动机理,基于非定常数值模拟和本征正交分解(POD)方法开展了对转压气机近失速工况下的叶顶非定常流场分析。结果表明:上游转子(R1)叶顶非定常流场的主导频率为1BPF(叶片通过频率),其主导结构主要是由下游势流的影响以及相邻叶片叶尖泄漏流及二次泄漏流冲击作用导致的,并且下游转子(R2)的势流作用对转子R1的非定常流动影响较大;在转子R2叶顶流场中,POD方法成功捕捉到了叶片前缘进口通道处由泄漏流溢流所导致的主要流动结构,其主导频率为0.8BPF,并且在转子R2非定常流场中起主导作用。同样转子R2受到两排转子干涉的影响,模态的主导频率为1BPF。此外,通过POD模态进行叶顶流场重构进一步反映出了对非定常流场起主导作用的流动结构。

关键词：对转压气机本征正交分解(POD)方法非定常流场 POD模态近失速流场

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附面层抽吸对转子激波结构和分离流动的影响

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航空学报 2008年第2期29卷 315-320页

作者：刘波南向谊陈云永西北工业大学动力与能源学院翼型叶栅空气动力学重点实验室陕西西安710072

通过在叶片表面进行开缝抽吸组织激波结构、控制附面层流动以提高叶片做功能力、降低损失已被证明是一项行之有效的方法。以两级风扇的第2级转子为研究对象,通过吸力面和压力面的抽气研究,揭示了抽吸流与激波之间的相干效应以及抽吸流... 详细信息

通过在叶片表面进行开缝抽吸组织激波结构、控制附面层流动以提高叶片做功能力、降低损失已被证明是一项行之有效的方法。以两级风扇的第2级转子为研究对象,通过吸力面和压力面的抽气研究,揭示了抽吸流与激波之间的相干效应以及抽吸流与分离流的相互制约关系。结果表明:通过抽吸能够控制通道中激波的相对位置,改变通道中激波结构,可以避免由于激波造成的附面层分离;通过适当的附面层抽吸可以消除分离区复杂的旋涡结构,提高通道中的气流流通能力,从而改善整个级的性能。

关键词：风扇转子抽吸流激波结构分离流

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叶尖单侧倒圆对扩压叶栅叶顶间隙流动的影响

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航空动力学报 2020年第9期35卷 1927-1935页

作者：高丽敏王浩浩赵磊李永增西北工业大学动力与能源学院翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室西安710072

提出了一种控制扩压叶栅叶顶间隙流动的方法,通过对叶尖压力面小尺度的倒圆修型,改善了扩压叶栅叶顶间隙流动状况。通过数值模拟方法研究叶尖倒圆结构对扩压叶栅性能的影响及作用机理,并探究3种不同倒圆半径(约为3%、4%、6%的叶片最大厚... 详细信息

提出了一种控制扩压叶栅叶顶间隙流动的方法,通过对叶尖压力面小尺度的倒圆修型,改善了扩压叶栅叶顶间隙流动状况。通过数值模拟方法研究叶尖倒圆结构对扩压叶栅性能的影响及作用机理,并探究3种不同倒圆半径(约为3%、4%、6%的叶片最大厚度)叶尖倒圆结构的流动控制效果。结果表明:叶尖倒圆能够削弱叶尖分离涡,进而影响叶尖流场不同涡系之间的相互作用,使得叶顶间隙通道附近的总压损失减少;但是叶尖倒圆半径越大,泄漏流流量越大,会加剧泄漏流与主流的掺混,使总压损失增加。因此合适的叶尖倒圆半径能够使叶栅性能得到最大程度的改善。此外,在倒圆半径为3%叶片最大厚度时,叶栅在较大的攻角范围内均获得了良好的改善损失的效果。

关键词：叶尖单侧倒圆结构扩压叶栅泄漏流叶尖分离涡被动控制方法

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四种风洞收缩段流场特性对比

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航空动力学报 2020年第8期35卷 1695-1705页

作者：高丽敏刘哲蔡明刘波程昊黎浩学西北工业大学动力与能源学院翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室西安710072

基于西北工业大学高亚声速平面叶栅风洞,测量了维氏收缩段的出口流场,发现其方向场品质较差,相比速度场和总压场,核心区沿周向减小了15%。对四种收缩段进行数值模拟后,对比了收缩段的出口核心区、均匀性及分离特性,发现维氏曲线在前部收... 详细信息

基于西北工业大学高亚声速平面叶栅风洞,测量了维氏收缩段的出口流场,发现其方向场品质较差,相比速度场和总压场,核心区沿周向减小了15%。对四种收缩段进行数值模拟后,对比了收缩段的出口核心区、均匀性及分离特性,发现维氏曲线在前部收缩,进口收缩过急引起旋涡,但出口稳流段较长,因此出口均匀性更好。双三次曲线在后部收缩,主流区顺压梯度更大,因此附面层更薄,气流偏角更小,分离特性更好,但出口过冲更大。现有维氏收缩段的三维结构在拓宽核心区同时对气流扰动较大,恶化速度场与方向场,气流偏角增加最大达43%。进口管径对双三次收缩段的流场特性影响不大。

关键词：气流品质收缩曲线流场测量试验收缩段出口流场分离特性

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对转压气机数值模拟及实验研究

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推进技术 2008年第4期29卷 454-457页

作者：刘波陈云永项效镕侯为民西北工业大学动力与能源学院/翼型叶栅空气动力学国防重点实验室陕西西安710072

以设计的某对转压气机试验台为研究对象,分别应用数值模拟和试验手段对设计转速、典型工作状态下压气机性能和流场细微结构进行了研究。计算结果表明:压气机压比特性与试验值吻合较好,计算效率较试验值偏高;在近失速点压气机第二排转子... 详细信息

以设计的某对转压气机试验台为研究对象,分别应用数值模拟和试验手段对设计转速、典型工作状态下压气机性能和流场细微结构进行了研究。计算结果表明:压气机压比特性与试验值吻合较好,计算效率较试验值偏高;在近失速点压气机第二排转子叶片吸力面近尖部10%叶展范围内,最先出现导致叶片失速的大范围分离和低能堵塞团;第一排转子叶片尖部尾缘处附面层较厚并伴随有分离现象,使得下游叶片来流发生较大畸变。

关键词：对转技术+ 压气机数值仿真试验研究

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正弦波型高频动态压力光学校准系统及其应用

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航空学报 2020年第10期41卷 136-145页

作者：高丽敏姜衡葛宁杨冠华赵崇祥西北工业大学动力与能源学院西安710072 翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室西安710072

动态压力是气动部件表面的关键气动参数。光学压力敏感涂料(PSP)测量技术在测量气动部件表面动态压力方面具有全域测量、不影响流场自身的优势,而光学压力敏感涂料的动态响应特性则是进行动态压力测量的决定性因素。基于声学驻波管原理... 详细信息

动态压力是气动部件表面的关键气动参数。光学压力敏感涂料(PSP)测量技术在测量气动部件表面动态压力方面具有全域测量、不影响流场自身的优势,而光学压力敏感涂料的动态响应特性则是进行动态压力测量的决定性因素。基于声学驻波管原理,自主设计并组建了正弦波型高频动态压力光学校准系统,主要包含有驻波管型校准舱、声源、激光源、高频压力传感器、光电倍增管以及测控系统。对动态压力光学校准系统及某新型快响压敏涂料的实验结果表明,所组建的动态压力校准系统可产生最短响应时间12.5μs、最大压力幅值为4.37kPa的正弦型动态压力,其有效动态频响范围为0.4~20.0kHz(50μs^2.5ms),不确定度小于0.0049%;校准系统合理的光路布局可进行快响压敏涂料动态特性的校准,所测涂料可用于动态频响不高于9.1kHz(响应时间为109.9μs)的非定常流场的压力测量。

关键词：光学压力敏感涂料声学驻波管正弦波高频动态压力光学校准系统

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平面叶栅风洞流场品质的被动调控策略

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航空动力学报 2024年第7期39卷 217-228页

作者：蔡明高丽敏晋文浩雷祥福西北工业大学动力与能源学院西安710129 西北工业大学翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室西安710129

为了提升高负荷叶型的平面叶栅试验流场品质以保证试验数据的可靠性和准确性,建立了平面叶栅流场品质的评价参数,提出了中间流线型上端壁及其与出口可调尾板组合的两种被动调控方案.采用试验验证的数值模拟方法研究了以上两种方案对高... 详细信息

为了提升高负荷叶型的平面叶栅试验流场品质以保证试验数据的可靠性和准确性,建立了平面叶栅流场品质的评价参数,提出了中间流线型上端壁及其与出口可调尾板组合的两种被动调控方案.采用试验验证的数值模拟方法研究了以上两种方案对高负荷平面叶栅流场品质的调控策略.结果表明:两种调控方案均能够有效抑制上端壁区域的流场恶化,进而提升平面叶栅的来流准确性、流场周期性以及二维性.采用与平面叶栅理想中间流线相匹配的上端壁安装角和周向距离,以及尾板安装角时,两种方案对流场品质的提升效果最好.中间流线型上端壁组合出口尾板方案优于中间流线型上端壁方案,使叶栅中间3个叶片通道的进口马赫数偏差不超过±0.005,来流攻角偏差不超过±0.3°;叶栅进口和出口马赫数的周期性偏差不超过0.005,气流角的周期性偏差不超过0.3°;设计攻角下叶栅轴向速度密度比(AVDR)达到1.1,叶栅二维性较好.两种调控方案对叶栅大攻角工况的流场品质调节具有很好的适用性.

关键词：平面叶栅试验端壁改型尾板流场品质准确性周期性

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缝式机匣处理对对转压气机最先失速级的影响

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航空动力学报 2024年第6期39卷 259-274页

作者：王磊高丽敏茅晓晨郭彦超西北工业大学动力与能源学院西安710072 西北工业大学翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室西安710072

为探究缝式机匣处理对对转压气机最先失速级的影响规律,以双级对转压气机为研究对象,采用数值模拟的方法,开展了缝式机匣处理对对转压气机最先失速级的影响研究。研究表明:缝式机匣处理下该对转压气机的失速初始扰动类型仍为突尖型失速... 详细信息

为探究缝式机匣处理对对转压气机最先失速级的影响规律,以双级对转压气机为研究对象,采用数值模拟的方法,开展了缝式机匣处理对对转压气机最先失速级的影响研究。研究表明:缝式机匣处理下该对转压气机的失速初始扰动类型仍为突尖型失速,机匣处理前移压气机的最先失速级由转子R2转换为转子R1,而机匣处理后移未改变该压气机的失速级。机匣处理前移抑制了转子R2前缘溢流的发生,降低了叶片通道内的非定常脉动强度,而转子R1在近失速工况下叶片前缘溢流加剧,主流和泄漏流的交界面被推出叶片通道,同时叶片通道内的非定常脉动强度增大,最终使得转子R1首先进入失速状态;机匣处理向转子R2下游移动,难以抑制前缘溢流的发生,虽然此时转子R1也出现了前缘溢流现象,但转子R2前缘溢流更剧烈,主流和泄漏流交界面的位置更远离叶片前缘,更容易使压气机发生失速。

关键词：对转压气机缝式机匣处理压气机失速最先失速级叶尖泄漏流

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