【摘 要】
:
目前受到广泛关注的一种发动机是旋转爆震发动机(简称RDE),其只要一次起爆,便可以在自身的自持性下持续运转,此外还有推重比大、结构简单、体积小和质量轻等特点,使其具有极其广泛的应用前景。但是RDE尚处于研究阶段,尚有一些问题亟待解决,其中一项是燃烧室进口存在压力反馈现象,本文采用Fluent软件对压力反馈现象进行研究,并提出减小压力反馈的方案。首先通过对带集气腔的旋转爆震燃烧室进行数值模拟,分析了
论文部分内容阅读
目前受到广泛关注的一种发动机是旋转爆震发动机(简称RDE),其只要一次起爆,便可以在自身的自持性下持续运转,此外还有推重比大、结构简单、体积小和质量轻等特点,使其具有极其广泛的应用前景。但是RDE尚处于研究阶段,尚有一些问题亟待解决,其中一项是燃烧室进口存在压力反馈现象,本文采用Fluent软件对压力反馈现象进行研究,并提出减小压力反馈的方案。首先通过对带集气腔的旋转爆震燃烧室进行数值模拟,分析了压力反馈的形成原因。压力反馈是由于燃烧室内爆震波头的高压导致,每一个爆震波头都会在上游产生一道斜激波,斜激波使得集气腔内压力不断震荡。然后在验证了计算方法的基础上,对来流马赫数为1.66时的倾角为75°,凹槽深7.5mm,锯齿间距为7.5mm,单侧的锯齿壁面通道进行了数值模拟,详细分析了通道内波系结构,发现存在主流激波和主流二次激波,锯齿壁面侧产生的膨胀波是主流激波强度降低的主要原因。最后研究了锯齿壁面的几何参数等因素对消波效果的影响,结果表明:锯齿的倾斜角为60°和90°时,消波效果分别是56.5%和56.4%;凹槽深10mm,消波效果为57.0%;锯齿间隔减小到5mm,消波效果为56.4%;变角度锯齿,消波效果有所提高,为61.7%。双侧锯齿形壁面的消波效果最好,达到了75.8%。
其他文献
航空发动机在服役期间极易遭遇冰雹、鸟和金属外物等撞击,冲击载荷在向发动机后端传递时经过了大量的螺栓安装边,受到连接部位的接触、摩擦和预紧力等非线性因素影响,导致结构动力学响应呈现出较强的非线性特征,对发动机的结构性能监测和部件的抗冲击设计带来较大的困难。因此,进行螺栓连接结构冲击载荷传递特性的研究十分必要。本文采用试验与数值模拟相结合的方法,以航空发动机上的螺栓连接结构为研究对象,开展螺栓连接动力
离心压气机作为一种重要的增压装置,凭借其压比高、体积小、功率密度高、结构简单、可靠性高的优点,广泛应用于各类中小型航空发动机。随着技术的不断发展,航空领域对高性能离心压气机提出了越来越高的要求,单级离心叶轮的总压比越来越高,下游扩压器承担着对高速、不均匀、非定常的叶轮出口气流减速增压的艰巨任务。本文基于教研室自主开发的高精度CFD程序NUAA-Turbo2.0,使用SST湍流模型和相位延迟法,对Z
燃气涡轮发动机作为目前广泛使用的航空发动机之一,风扇、压气机(下文统称为压气机)是其中的两个重要的压缩部件,并且压气机的稳定性决定了燃气涡轮发动机的稳定性。飞行过程中,一旦压气机发生失稳现象,将会对发动机造成毁灭性的影响。研究者们发现,压气机的稳定工作线中存在一条边界,跨过这条边界,压气机将进入不稳定的工作状态。而且,在完全的旋转失速形成之前,压气机中存在小幅值的先兆波,通过抑制先兆波的发展,可以
本文基于某采用保形通道扩压器的斜流压气机,开展了损失构成量化分析的研究,讨论了不同工况下压气机内不同损失的分布情况,指出了传统损失模型方法的局限性,针对保形通道扩压器提出了一种新的局部损失量化方法,探讨了保形通道扩压器内损失的主要产生源,并通过探讨不同设计下保形通道扩压器内局部损失的变化,对扩压器进行了改进设计。本文的主要内容有以下几个方面:1、针对斜流压气机特点,对已有的离心压气机损失模型进行了
相较于传统的涡扇和涡喷发动机,双外涵变循环发动机可在低耗油率和高单位推力之间进行切换,使得其成为目前五代机的首选动力装置。变循环发动机可调几何机构众多,如何设计与之匹配的控制律,在大包线范围内尽可能地发挥其性能具有更大的难度。本文针对双外涵变循环发动机展开了直接推力自适应控制方法研究,主要内容如下:首先,针对双外涵变循环发动机展开了推力控制计划研究。基于相似原理,提出了一种涡扇发动机通用推力控制指
陶瓷基复合材料(CMC)具备耐高温、高比强度、高比模量、对缺口不敏感以及材料性能可设计性等优点,是下一代航空发动机高温部件的理想材料。工程应用中的CMC构件通常具有复杂的预制体结构,利用周期性方法对复杂CMC结构进行力学仿真不再适用,需要建立CMC预制体细观结构的建模方法,而目前国内外还没有针对复杂结构的通用复合材料建模软件。据此背景,以平纹编织复合材料为研究对象,开展了对预制体细观建模方法的研究
为了使质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)系统有序的工作,稳定的输出并发挥良好的性能,本文针对其工作特性、温度管理方案和控制方法展开了研究。首先,从物质流和信号流两方面建立了完整的5k W循环水冷却PEMFC系统实验平台,然后从理论分析和实际情况出发,分别计算各子系统的硬件设备参数并进行选型。最后,通过密封性实验以及相关功能实验,证
密流比是平面叶栅叶中截面流场重要影响参数。在平面叶栅试验中,受端壁附面层影响,叶中截面密流比往往大于1。本文以某大弯角静子叶型叶栅为研究对象,构造多种端壁吸气方案,旨在通过吸除端壁附面层控制叶中截面密流比。研究结果表明:不同端壁吸气方案吸气使叶中截面总密流比为1时,叶片表面等熵马赫数分布与二维流动相差很小;但不同吸气方案密流比和出口气流角沿切向分布与二维流动差异较大。各吸气方案吸气后均对大弯角静子
斜流压气机兼顾轴流式压气机大流量、高效率、小迎风面积和离心式压气机高压比、大工作范围的优点,在小推力级军用涡扇及高推重比民用/军用涡轴发动机上具有很广阔的运用前景。在斜流压气机气动设计中,转子设计主要面临叶尖相对马赫数高,叶尖泄漏流损失严重等问题。由于静子进口有较大的径向气流角,同时需要大的叶型弯角来实现较大气流转角导致载荷较大,气流在吸力面尤其是叶根处容易形成大范围流动分离,导致静子损失较大、压
组合式涡轮后承力机匣是航空燃气涡轮发动机的关键结构,一般由主承力构件、形成流道的构件和其它相关功能构件等大量构件组成,采用以螺栓连接为主的、包含浮动搭接等不同形式的连接形式,结构非常复杂,动力学建模难度很大。本文主要基于超模型、连接结构建模、模型修正等理论方法,研究了某组合式涡轮后承力机匣的动力学建模方法,并进行了试验验证。取得的成果主要如下:(1)研究了组合式后承力机匣动力学建模的理论方法,主要