亚声速轴流压气机转子轴对称机匣造型优化的数值研究

以西北工业大学某亚声速轴流压气机孤立转子为研究对象,提出了较为可靠的数值模拟方法,进而采用NUMECA软件包中DESIGN/3D软件块,在峰值效率工况下对该转子机匣进行了轴对称造型优化,最终得到优化转子.优化转子在叶片前缘将叶顶间隙泄漏涡推离叶片吸力面,虽然该结果导致前30%轴向弦长间隙泄漏涡涡量及流动损失有一定程度增大,但是在后70%轴向弦长,优化转子间隙泄漏涡的涡量与流动损失比原始转子有了很大程度降低,从而使得全局损失降低,峰值点效率提高,出口绝对总压增加.优化转子的峰值点效率提升约为0.36%,大流量点效率增加更多,但是近失速点会更早地形成叶顶低速区从而诱发失速,使得优化转子比原始转子稳定裕度略有降低.      

基于分析法的RBCC引射模态能量利用规律

为实现RBCC(火箭基组合循环)节约燃料的目的,基于分析法,研究了引射模态下发动机典型部件和系统能量利用与转化的规律。结果表明:引射火箭在RBCC发动机主体部件中损失最大,效率最低(48%~62%);发动机效率随来流马赫数的增加而不断增大,当来流马赫数小于2.5时,增长速度缓慢;当来流马赫数大于2.5时,增长速度加快;作为一种能量经济性指标,突破了以往基于热力学第一定律的发动机性能分析的局限性,通过单一参数将进气道、引射火箭和混合室等独立部件耦合起来,可全面评价组合循环发动机能量综合利用的性能,指导发动机设计和能量优化工作。     

基于武装直升机生存能力要求的传动系统热分析

武装直升机传动系统在失去润滑条件下维持30分钟传动能力对于提高武装直升机生存能力尤为重要。本文基于武装直升机传动系统的生存能力要求,论述了传动系统热分析的方法、理论和计算机程序。     

面向火箭构型论证的运载能力快速分析方法

针对不同构型与任务条件下的运载能力快速计算问题,提出了基于高斯函数和组合神经网络的速度损失计算方法,并基于此对运载能力进行了快速分析。首先,基于状态量解析解计算分析,采用高斯函数对核心的重力速度损失项进行拟合计算;同时,为提高多构型与多任务样本的采样密度、简化数据建模过程并增强方法适应性,采用径向基网络(RBF)与深度神经网络(DNN)的组合形式进行状态量的提取与回归分析;然后将任务约束转化为需要速度增量,通过数值迭代得到运载能力。仿真结果表明,此运载能力分析方法精度偏差约为0.35%,计算耗时小于2 s,可为运载火箭总体参数快速论证与任务规划研究提供理论支撑。     

频率选择表面(FSS)柔性屏铺覆工艺对透波窗口透波性能的影响

为了研究工程中柔性FSS屏铺覆工艺对透波窗口通带插损的影响,设计并制备了几种不同工艺缺陷的平板,采用自由空间传输反射法研究了平板在不同入射角下的通带损耗.结果 表明:拼接缝隙使通带损耗在0°和60°入射角下增加了0.3dB;拼接褶皱使通带损耗在0°入射角下增加了0.77 dB,在60°入射角下增加了1.55 dB;多层...     

熵损失下无失效数据的 Bayes估计

讨论了在熵损失下定时截尾数据的Bayes估计问题，将无失效数据看作逐次定时截尾试验的结果，进而得到无失效数据的Bayes估计，利用相关定理证明该估计是容许的。通过数值例子，进一步说明所得估计的合理性。     

气凝胶复合材料在航天领域中的应用

气凝胶是一种高孔隙率、高比表面积的三维网络状结构的纳米材料。气凝胶独特的纳米结构能有效抑制材料的固体热传导和气体对流传热，是一种性能优异的“超级隔热材料”。此外，与传统的保温材料相比，气凝胶具有轻质、不燃、疏水等特点，符合航空航天领域对隔热、轻质的要求，在美国等国家得到了广泛应用。     

50 kW级高功率霍尔推力器放电通道数值模拟研究

高功率霍尔推力器兼顾了比冲高、推力大、寿命长等特点。为了提高设计效率并考察热负荷问题，以50 kW级霍尔推力器为对象，采用单元粒子法(PIC)/蒙特卡罗碰撞模型(MCC)/直接模拟蒙特卡罗碰撞模型(DSMC)混合算法，建立二维对称计算模型。基于准电中性假设、中性原子考虑为背景气体，计算得到标准工况下(功率50 kW，流量86.4 mg/s)推力为2.2 N，比冲为2 598 s，与同类推力器实验结果对比，误差分别为5.18%和3.35%。在此基础上，考察了多种工况下(工作电压400~600 V，工质流量69.12~103.68 mg/s)放电通道内离子数密度、离子轴向运动速度、电子温度分布等参数。结果表明:增大工作电压会增强粒子间相互作用及离子加速喷出效果，流量调节影响电子温度和离子数密度分布;从推力器性能方面来看，增大工作电压，推力比冲随之增大，流量增大、推力增大，推力器的热损失功率占比达到15.94%。研究结果为高功率霍尔推力器的设计和实验提供了一定的参考依据。     

通道参数对超声速叶栅性能的影响

为了研究喉部面积比、喉部位置及稠度对超声速叶栅最小损失点性能的影响，基于直接控制通道的造型方法获得一系列设计马赫数为1.4且具有不同通道参数的平面叶栅。数值计算与流场分析结果表明：根据叶栅通道内激波系结构的不同可将其划分为启动态叶栅与过渡态叶栅。喉部参数主要通过改变激波系位置影响叶栅性能。启动态叶栅喉部面积比越小、喉部位置越靠前，其最小损失越小、静压比越高；过渡态叶栅则相反。稠度改变时叶栅通道中激波系结构发生变化，大稠度叶栅大多处于启动态，最小损失小且静压比高；小稠度叶栅大多处于过渡态，具有更大的裕度。     

超声速飞行器综合热管理系统优化设计

针对飞行器超声速巡航时遭受机体外部气动加热与辐射换热的情况，提出了一套综合考虑燃油系统、冲压空气与消耗性冷却剂制冷系统及热防护系统的超声速飞行器综合热管理系统；针对典型的超声速飞行包线，基于二阶多项式响应面代理模型技术，以热防护层厚度、回油质量流量以及消耗性相变冷却剂质量流量为设计变量，以燃烧室进口燃油温度为约束条件，以变量引起的起飞重量增量及其燃油质量代偿损失最小为设计目标，采用自适应模拟退火算法对综合热管理系统进行了优化设计。结果表明：采用二阶多项式响应面代理模型计算的结果与仿真计算结果的误差低于2%；在本文选取的设计变量取值范围内，最优方案倾向于热防护层厚度和冷却剂质量流量取最小值而回油质量流量取中间值，且最优方案较第一组初始方案就目标函数而言减重约16%。