自适应康达喷气控制在高负荷压气机中的试验研究 |
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引用本文: | 张健,张敏,杜娟,黄伟亮,聂超群.自适应康达喷气控制在高负荷压气机中的试验研究[J].航空学报,2023(22):188-201. |
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作者姓名: | 张健 张敏 杜娟 黄伟亮 聂超群 |
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作者单位: | 1. 华北电力大学能源动力与机械工程学院;2. 中国科学院工程热物理研究所先进燃气轮机实验室;3. 中国科学院先进能源动力重点实验室;4. 中国科学院轻型动力创新研究院;5. 中国科学院大学工程科学学院;6. 江苏大学能源与动力工程学院 |
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基金项目: | 国家科技重大专项(2017-II-0004-0017,J2019-II-0020-0041);;中国科学院战略性先导科技专项(XDA29050000)~~; |
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摘 要: | 未来航空发动机的发展要求其压缩系统级负荷不断增大,由此将使得压气机内部出现较强的角区分离、附面层流动分离等二次流。提出了一种新型的自适应康达喷气流动控制(ACJC)方法,更加智能且高效地抑制压气机内部流动分离并提升压气机的扩压能力,进而拓宽高负荷压气机稳定、高效运行范围。为构建自适应康达喷气流动控制系统并在高负荷压气机上验证其控制效果,首先,选取了扩压因子为0.66的压气机静叶叶栅为研究对象,并优化设计了单缝康达喷气静叶叶栅;然后,基于数值计算结果采用方差分析法、主成分分析法和神经网络算法建立了单缝康达喷气静叶叶栅来流攻角预测模型和最佳喷气量预测模型;最后,搭建了基于自适应康达喷气流动控制系统的试验平台,验证了其对高负荷叶栅流动分离控制的有效性和准确性。试验结果表明:在不同攻角和不同来流马赫数条件下,自适应康达喷气流动控制系统能够实时准确地预测来流攻角,并瞬间做出喷气量实时调节与反馈。此外,在5°来流攻角下,当来流马赫数为0.4、0.5和0.6时,相比于无康达喷气叶栅,康达喷气的引入使得总压损失系数分别降低了11.5%、9.8%和8.0%。
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关 键 词: | 航空发动机 高负荷压气机 自适应康达喷气 流动控制 总压损失 |
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