| 考虑热流固多物理场耦合的圆周密封特性 |
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| 引用本文： | 闫玉涛,魏荣,胡广阳.考虑热流固多物理场耦合的圆周密封特性[J].航空动力学报,2020,35(2):305-317. |
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| 作者姓名： | 闫玉涛 魏荣 胡广阳 |
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| 作者单位： | 东北大学机械工程与自动化学院,沈阳110819,东北大学机械工程与自动化学院,沈阳110819,中国航空发动机集团有限公司沈阳发动机研究所航空发动机动力传输重点实验室,沈阳110015,东北大学机械工程与自动化学院,沈阳110819,中国航空发动机集团有限公司沈阳发动机研究所航空发动机动力传输重点实验室,沈阳110015 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(51875095); 航空科学基金(20140450001) |
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| 摘 要： | 基于圆周密封工况分析,建立了流场、温度场及结构场的多物理场耦合三维求解模型。通过热流固耦合方法计算结果分别与理论模型和试验结果对比,验证了模型正确性。分析了圆周密封流场、温度场和结构场特性,及耦合场应力和变形分布规律,得到了关键工况参数对圆周密封性能作用规律。结果表明:流场压力沿z轴负向降低,压力降梯度与密封带宽度负相关;封严气体出现不规则涡旋运动,流速沿径向降低。温度场分布较均匀,最高温度位于搭接头处。结构场分析发现最大变形和最大应力位于凸搭接头处。热流固耦合下密封环最大变形量比流固耦合下增大161%,比热结构耦合下减小09%,温度场对变形显著影响。最大应力移至密封带与搭接头过渡处,比流固耦合下增大83%,比热结构耦合下增大23%,流场与温度场对密封环应力影响较大。温差变化对变形量起主要作用。压差变化对最大应力起主要作用,对泄漏量具有决定性作用。
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| 关 键 词： | 圆周密封 热流固耦合 流场特性 密封环变形 等效应力 泄漏量 |
| 收稿时间： | 2019/8/26 0:00:00 |
Circumferential seal characteristics with thermal-fluid-structure multi-physics field coupling |
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| YAN Yutao,WEI Rong and HU Guangyang.Circumferential seal characteristics with thermal-fluid-structure multi-physics field coupling[J].Journal of Aerospace Power,2020,35(2):305-317. |
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| Authors: | YAN Yutao WEI Rong and HU Guangyang |
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| Institution: | School of Mechanical Engineering and Automation,Northeastern University,Shenyang 110819,China;,School of Mechanical Engineering and Automation,Northeastern University,Shenyang 110819,China; and Key Laboratory of Power Transmission Technology on Aero-Engine,Shenyang Engine Research Institute,Aero Engine Corporation of China,Shenyang 110015,China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | circumferential seal thermal-fluid-structure coupling flow field characteristics seal ring deformation von Mises stress leakage |
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