用于低速模拟试验的低速模型压气机气动设计

介绍了旨在改善高压压气机性能的低速模拟试验方法,及其在国内外的发展情况。在参考国外成功经验的基础上,基于一定的相似准则,摸索出了一套低速模型压气机的设计方法。为了验证该方法的可行性,针对某方案设计的高压压气机后面级设计了一台4级重复级低速模型压气机。借助全三维黏性流场计算,证明该压气机模拟级进、出口各主要气动参数沿径向的分布,以及转子、静子叶片表面压力系数的分布与高压压气机的被模拟级是一致的。从数值计算的角度初步证明了利用该方法设计低速模型压气机是可行的。     

叶尖间隙高度对某高压涡轮级损失分布的影响

利用三维湍流数值模拟方法模拟某一级跨声速高压涡轮流场,研究转子叶片叶尖间隙高度对涡轮性能及二次流动损失分布的影响.研究结果表明:转子叶尖间隙高度对涡轮性能影响明显,随着间隙高度的增加涡轮效率明显降低,但效率的降低速度与间隙高度并非简单线性关系,间隙高度增加1%相对叶高,涡轮性能最快下降1.8%.分析表明:涡轮转子间隙高度变化主要影响转子叶栅通道上部流动并对通道内的损失分布产生影响.其中损失最严重的区域为转子通道中部至叶片尾缘处;尾缘后的损失则对间隙的高度最敏感,随着间隙高度的增加,叶片尾缘后损失明显增加.      

燃气涡轮盘/叶耦合系统振动特性分析

利用UG对两级涡轮轮盘/叶片进行三维实体建模,导入ANSYS构建其耦合振动分析的有限元模型,以静强度分析为基础,主要对比了有无温度场情况下,盘/叶耦合系统的振动特性差异,计算中考虑了温度场和离心载荷的影响,使计算结果更接近于实际情况,结果表明,温度不是影响涡轮盘/叶振动特性的主要因素。此外,从叶盘耦合谐振图可以看出,在工作转速下涡轮叶盘没有发生共振的危险;在起动时,只需快速的跨过一些共振区就能很好的避免耦合共振的情况发生,就振动设计而言,该型涡轮的设计是合理的。     

舰空导弹研制阶段抗干扰试验一体化方法研究

在舰空导弹研制阶段,分析了舰空导弹抗干扰试验的主要类型、试验目的和考核指标,提出采用一体化试验方法对舰空导弹研制阶段抗干扰试验进行总体设计,采用导引头内、外场和飞行试验多种试验方法及综合评估方法,对舰空导弹在特定干扰环境下的性能进行综合检验和考核。该试验方法能够对舰空导弹研制阶段抗干扰能力进行全面摸底,对抗干扰措施进行有效验证,研究成果可为舰空导弹抗干扰试验设计与抗干扰性能鉴定提供参考。     

跨声速级不同转速下静叶的损失特性

为讨论不同转速下静叶的气动及损失特性,在09倍设计转速下对某跨声速单级压气机进行了试验测量,获得了级特性曲线并对数值计算方法进行了校核。利用校核后的数值软件对07~11倍设计转速下压气机静叶内部流场进行了详细的数值研究,探讨了转速变化对静叶内部流场结构的影响机制,分析了流场结构与损失分布的关联性,对比了不同损失评价标准并给出了各自对于叶片优化设计的指导意义。结果表明:随着转速的增加静叶顶部流场持续恶化,而叶根和叶中流场变化较小;流道内的旋涡和压力梯度输运了低能流体团,造成了低能流体在流场中的积聚而形成高损失区。      

跨声速涡轮轮缘复合封严结构的数值研究

为了保护航空发动机涡轮盘,阻止高温燃气向盘腔内部深入,破坏核心部件,通常将压气机冷气引入转静盘腔,以抵抗高温燃气入侵,并对涡轮部件进行冷却。本文利用非稳态与稳态数值计算方法,研究了跨声速涡轮设计工况(Reφ＞107)下的两种复合封严结构：静盘存在封严环的覆叠封严和动盘带封严齿的咬合封严结构,并与轴向封严结构进行对比。在本文所研究的范围内,对非稳态计算进行快速傅里叶变换(FFT)的结果表明：跨声速涡轮流动中,叶栅通道存在由激波引起的高压区,导致了燃气的剧烈入侵,因此在特征信号频谱中f/fblade=2处存在峰值,这是跨声速涡轮燃气入侵最显著的特点。稳态计算证明复合封严结构封严性能良好。静盘封严环将盘腔分割为上下两个容腔,入侵容腔滞留了绝大部高温燃气,因此高半径处封严效率较低,但盘腔低半径处封严效率明显提高,在Cw≈996时,两种复合封严结构在r/b=0.96以下都能达到很高的封严效率。咬合封严能够增加燃气流动阻力,有效减小封严冷气使用量。但是两种封严结构在当冷气流量系数从Cw=199逐渐增大到2000时,高半径处封严效率并没有明显的提高,封严效率仅提高了20%~30%。     

基于高斯伪谱法的空天飞机上升段最优轨迹设计

针对复杂多约束条件下空天飞机上升段燃料最优轨迹优化问题,提出一种基于高斯伪谱法的上升段轨迹优化策略.依据发动机的推力特性将上升轨迹合理分段,使原最优控制问题转化为多段最优控制问题后,采用高斯伪谱法进行并行优化计算.数值仿真结果表明采用这种轨迹优化策略能够满足组合动力系统工作模态转换时对飞行状态的约束条件,可以在较短的时间内完成高精度的上升段轨迹优化任务,从而验证了该方法的有效性.     

热斑对涡轮级转静干涉噪声影响数值研究

利用结合相位延迟方法的求解器,对进口有热斑存在的某高压涡轮级流场进行三维非定常计算,然后利用模态匹配方法在涡轮转子下游管道中提取出转静干涉离散噪声信息.通过与进口无热斑存在算例比较表明:在一倍叶片通过频率下,向下游传播的转静干涉离散噪声总声功率级增加了约5.9dB;在二倍叶片通过频率下增加了约11.6dB.      

航天火工品爆炸引起的电磁干扰测量

通过地面模拟试验测量了火箭分离时火工品的爆炸产生的电磁辐射.通过杆天线和实时频谱仪测量了不同种类的航天火工品的爆炸辐射,表明辐射随着爆炸能量的增加而增强.使用聚能炸药索时,在爆炸分离后的数十毫秒内都会有明显的电磁脉冲出现,其频率主要集中在兆赫兹量级,在单个频点上的电场峰值可达数个V/m.使用偶极子天线对爆炸时舱体内外的电磁环境进行了对比,并对舱内线路上的感应电流脉冲进行了测量,得到了一些初步结论.试验结果可为舱内电子设备的抗干扰设计提供参考.      

Observation of aphelion cloud belt over Martian tropics,its evolution,and associated dust distribution from MCS data

The present study uses five Martian years of observations from Mars Climate Sounder onboard Mars Reconnaissance Orbiter for investigating the Aphelion Cloud Belt (ACB) over the tropics. Analysis of zonal mean water ice column opacity suggests that the spatial extension of the ACB is mainly confined over the tropics and mid-latitudes (-20 – 40°N) during L_S ~ 45 – 135° (L_S = 0° signifies northern spring equinox). The ACB is seen primarily in the nighttime only due to the truncation of the daytime profile observations at significantly higher altitudes (at ~30 km). Zonal mean ice extinction profiles show ACB’s altitudinal range within ~10 – 40 km, and the existence of a thin cloud band in the absence of a thick ACB during aphelion season. Three phases of the ACB could be identified as the formation phase during L_S = 45 – 75° (phase 1), the peak phase during L_S = 76 – 105° (phase 2), and the decaying phase during L_S = 106 – 135° (phase 3). Observation of the cloud latitude belt shows a northward movement starting from phase 2, prominent over regions nearby Lunae Planum and Xanthe Terra. During this phase, the top level of thick clouds within the ACB decreases to ~20 km in the southern hemisphere, while it increases a little over the northern hemisphere (NH). The decreasing tendency continues in phase 3 over the entire region ?10 – 10°N, and the thick cloud base moves higher over the NH, though the vertical depth of it becomes narrower than phase 2. Temperature profiles do not show any noticeable influence on the northward evolution of the ACB. However, the study at a regional level indicates a possible association of upper tropospheric dustiness with the ACB’s evolution. The mechanism is evident in the correlation analysis mostly at an altitude range of ~18 – 35 km. The migrating semidiurnal tide (SMD) as a proxy of dust or water ice forcing, and the calculated upper tropospheric dust radiative heating, shows an apparent northward movement of their peak amplitude within the three phases of the ACB. This match between the spatiotemporal variations of the SMD and the water ice was not observed previously. However, the correlating behavior seems to be prominent in the areas nearby Lunae Planum and Xanthe Terra and the upper-tropospheric region of the atmosphere.