轴流压气机转子尖部三维复杂流动Ⅱ——数值模拟研究

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。     

蚁群优化算法在加工工艺知识发现中的应用

针对加工工艺数据复杂、庞大、多变的特点,为解决加工工艺知识的匹配与推理的关键性技术,将模拟生态系统的模糊聚类算法应用于加工工艺知识库。提出了基于蚁群算法的工艺知识发现的概率查询方法,并建立加工工艺知识库的数学模型。通过输入关键词运行蚁群算法,描绘出索引地图,提取分析所需要的加工工艺序列。最后以铣加工工艺为例进行实例验证,结果表明,基于蚁群算法的工艺知识发现高效全面地优化了工艺序列。     

脉冲爆震发动机部分填充效应理论分析

为了研究脉冲爆震发动机的部分填充效应,建立了不依赖于实验数据的通用理论分析模型。将该理论模型得到的计算结果与实验数据进行对比,误差在15%以内。并应用该模型进行了一些算例计算,计算结果表明:部分填充能显著增加比冲,理论比冲最高能接近600s;比冲增益随填充系数的减小而增大,最后趋于某一上限值,计算中,该上限值最高达到4;采用氧气作氧化剂时不仅比采用空气作氧化剂时的比冲更高,而且比冲增益也更大;不可燃气体密度越大,部分填充产生的比冲增益越大;背压降低,部分填充产生的比冲增益也随之减小。     

基于代理模型的气动外形平面参数多目标匹配设计

将Kriging代理模型和Pareto遗传算法引入气动外形平面参数匹配设计中,提出一种基于代理模型的多目标平面参数匹配设计方法。将拉丁超立方试验设计用于平面参数筛选,确定出参数匹配方案库;基于方案库的计算流体力学(CFD)分析结果构建Kriging气动代理模型;将Kriging模型替代CFD分析,用于气体布局参数匹配优化设计,提高了设计效率并保证了可信度;通过Pareto遗传算法优化解决多点设计要求下气动布局参数匹配问题,一次性给出参数匹配方案的最优解集,从Pareto前沿中根据设计偏向选择气动布局最佳匹配方案。以典型的双后掠布局平面参数多点匹配优化设计问题作为算例,研究结果表明:Kriging气动代理模型与实际CFD分析结果的误差均小于5%,满足精度要求;根据不同设计偏向,选择了3种参数匹配Pareto优化方案,与原样本方案相比超声速阻力减小6.0%~12.8%,跨声速升阻比增加0.01%~3.40%,证明了匹配设计方法的有效性;通过试验设计的Pareto分析与主、交互效应分析,获得了气动布局平面参数对气动性能影响的定量关系,能够为参数匹配设计提供依据。所提出的平面参数匹配设计方法可应用于其他常规与非常规气动布局型式。     

反馈结构RLF补偿器在抑制Ⅱ型PIO中的应用研究

现代电传飞行控制系统中由于作动器速率饱和产生的突然的附加相位滞后以及系统操纵增益的降低,是触发Ⅱ型PIO的主要原因,对此通常采用相位补偿的方法进行抑制。为研究补偿器的抑制效能,建立了非线性的人机闭环系统模型。在分析基于反馈结构的RLF补偿器频域特性及其相位补偿能力的基础上,采用离散俯仰跟踪任务与正弦跟踪任务在时域内仿真研究了补偿器对Ⅱ型PIO的抑制效能。仿真结果表明,RLF补偿器可以有效抑制Ⅱ型PIO,经地面飞行模拟器进一步验证,表明补偿器明显改善了飞机飞行品质,可以用于Ⅱ型PIO的抑制。     

火工品安全性影响因素分析

针对目前国内外关于火工品安全性影响因素的研究较少且没有形成相关体系的不足,通过对各类火工品典型结构、作用原理及安全性因素进行的分析,提出了各类火工品的防护措施。分析结果表明:热能火工品和机械能火工品主要针对环境中的机械力作用及摩擦热进行防护;化学能火工品还需要注意防霉菌,控制储存环境的温、湿度以及防止化学药剂意外泄漏;光能火工品受外部影响最小,其防护措施主要针对储存环境温度进行控制;电能火工品主要防静电和射频的干扰。     

Apmoc-II和Kevlar-49纤维结晶的X射线衍射分析研究

采用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）方法与理论,对Ａｐｍｏｃ－Ⅱ和Ｋｅｖｌａｒ－４９纤维进行了Ｘ射线衍射测试。应用图解分峰法对衍射图中结晶峰与非结晶峰进行了分离,分别计算出各结晶峰与非结晶峰的相对积分强度,从而计算出各自结晶度及晶面间距的大小,其中Ａｐｍｏｃ－Ⅱ和Ｋｅｖｌａｒ－４９纤维的结晶度分别为５２．３４％与６８．６８％,同时分析了两种纤维结晶程度、晶面间距差别的原因。然后把两种纤维分别溶于浓Ｈ２ＳＯ４,     

壁面加热湍流标度律的实验研究

用热线风速仪测量了风洞中壁面加热和不加热平板湍流边界层不同法向位置的流向速度和温度的时间序列信号,研究了壁面加热的边界条件和不同法向位置的剪切作用对速度和温度增量的p阶结构函数的非线性反常标度律的影响,实验结果表明,壁面加热的边界条件不同法向位置的剪切作用对层次结构模型中间歇参数β和最奇异指数γ的影响明显存在,并初步分析了在具有强剪切作用的壁湍流中这种影响产生的原因.     

“双碳” 目标下我国能源低碳转型路径及建议

处于尾流区与处于自由流场的风力机气动特性差异明显。为了量化风力机气动特性受尾流影响规律,提出了一种基于三维时变尾流模型（3DJGF-T）耦合改进的叶素动量理论（BEM）的风力机气动特性计算方法。首先,分别以正弦风、自由风作为上游机组输入风况,使用3DJGF-T尾流模型计算,得到尾流场内风况的时空变化特征,并进行外场实验验证;其次,以上述尾流场内随空间位置点和时间的不均匀分布的流场为边界条件,研究处于不同尾流下游纵向位置（x=5D、6D、7D、8D）及水平位置处（全尾流、1/2尾流、3/4尾流、全偏尾流）的风轮和单叶片功率、转矩、轴向力的时空变化规律。对比分析结果显示：下游纵向位置变化会同时改变尾流的时间与空间特性,对载荷及功率产生更加复杂的波动影响,纵向距离每增加1D,风轮功率增大约10%;相比之下,风力机水平位置的变化仅影响尾流的空间特性,风轮功率损失随着靠近尾流中心而逐渐增大,相较于全偏尾流,1/2尾流、3/4尾流和全尾流的功率平均值相对损失分别为23.7%、44.3%、61.2%;当来流为自由风时,其风速变化比正弦风更快、随机性更强,导致风力机机组承受的载荷功率波动更大。

     

氢燃料冲压旋转爆震自由射流试验研究

为探索旋转爆震燃烧在冲压发动机中的应用,基于氢燃料开展了Ma=3.1条件下不同当量比旋转爆震冲压发动机自由射流试验。燃烧室构型为圆环形,燃烧室内径54mm,外径90mm,隔离段内径64mm,外径80mm。燃料喷注采用30对喷孔双侧间隔喷注,喷孔直径0.4mm。高温高速空气由脉冲燃烧风洞提供并经发动机进气道捕获进入旋转爆震燃烧室,捕获空气流量约380g/s。试验中实现了冲压模态下旋转爆震波的稳定自持传播,燃烧室内形成同向单波模态,爆震波传播频率范围6.34~6.73kHz,爆震传播速度1434.07~1522.29m/s。试验结果表明,在Ma=3.1来流条件下冲压模态旋转爆震燃烧具有可行性,同时随当量比提高,爆震波传播频率波动逐步扩大,爆震波传播稳定性有所下降。