【摘 要】
:
S形进气道是一种典型的弯曲管道,内部往往存在显著的流动分离及二次旋流问题,使得其气动性能恶化,不利于发动机的稳定工作。为此,本文探索将流体振荡器应用于S形进气道的内流控制,研究了振荡射流对进气道内畸变流动的控制机理和控制效果。首先,设计了一种流体振荡器,仿真研究了几何设计参数、入口来流条件等参数对流体振荡器内部流动特性的影响规律。研究发现同一反馈通道进出口流量存在迟滞现象;并且当一侧反馈通道入口流
【基金项目】
:
航空动力基金(6141B09050387);
论文部分内容阅读
S形进气道是一种典型的弯曲管道,内部往往存在显著的流动分离及二次旋流问题,使得其气动性能恶化,不利于发动机的稳定工作。为此,本文探索将流体振荡器应用于S形进气道的内流控制,研究了振荡射流对进气道内畸变流动的控制机理和控制效果。首先,设计了一种流体振荡器,仿真研究了几何设计参数、入口来流条件等参数对流体振荡器内部流动特性的影响规律。研究发现同一反馈通道进出口流量存在迟滞现象;并且当一侧反馈通道入口流量达到峰值时,另一侧入口的流量则刚好处于谷值,从而形成流量差激发自持的流动振荡。振荡器入口落压比越大、混合腔入口壁面扩张角越小、出口二喉道面积比越小,出口射流的振荡频率越高。其次,仿真研究了流体振荡器出口振荡射流与平板亚声速外流的相干流场,获得了外流马赫数、射流角度等对干扰流场的影响规律。结果表明,若流体振荡器出口二喉道的当地流动为亚声速,其无法隔绝来自外流的扰动;当二喉道下游达到超声速时则可以隔绝外流的扰动。振荡射流在出口以扫掠的形式向下游发展,并和外流形成强剪切,诱导产生一对流向旋涡和一对马蹄涡。随着射流向下游发展,马蹄涡逐渐消失,流场中只剩下一对流向旋涡。流向旋涡的存在可以将激励器下游对称面附近的低能流排移向两侧,使当地的速度剖面变得更饱满。最后,将流体振荡器布置在S形进气道下壁面流动分离点的上游区间,研究了振荡射流对进气道内畸变流动的控制效果,获得了射流角度、入口落压比对流动控制效果的影响规律。研究发现:振荡射流与S形管道内流相互作用诱导的旋涡强度较小,此时其主要通过边界层气流的动量补充效应来延缓管道内的流动分离,并且在采用射流控制后进气道出口截面的高总压区面积显著增加。在进气道出口马赫数Mae=0.39状态,当振荡器落压比NPR=5、射流角度α=20°、射流流量比为0.958%时,可使进气道出口总压恢复系数提升0.337%、稳态总压畸变指数降低5.7%,说明流体振荡器可有效改善S形进气道的出口流场品质。
其他文献
本文以对转涡轮盘腔为对象,对内部流动特性和风阻温升效应进行了深入研究,使用理论分析、数值模拟以及试验研究相结合的方法,重点研究了对转盘腔气动参数对其内部流动温变特性的作用机理。基于理论分析,确定了无量纲质量流量、旋转雷诺数、流阻系数作为对转涡轮盘腔内流动特性和风阻温升特性的关键的无量纲相似参数,其相较于传统相似准则(湍流参数),模拟精度较高,约为3%。使用数值仿真方法,研究了典型工况下对转涡轮盘腔
陶瓷基复合材料(Ceramic Matrix Composites,简称CMCs)因在高温下具有优异的力学性能而在航空发动机热端部件领域有广泛的应用前景。然而在实际应用中,CMCs结构件的服役环境复杂苛刻,往往承受着高温、氧化及外力的耦合作用,以上因素均对结构的强度及寿命有重要影响。目前,CMCs氧化寿命分析的研究较多关注于材料级别的氧化形貌模拟及其力学性能分析,而未见结构级氧化研究的公开报道。实
纤维增强树脂基复合材料是一种先进的高性能复合材料,凭借比强度与比模量高、成本低、可设计性强等优势,目前已被广泛应用于航空航天、能源交通等重要领域。三维正交机织复合材料通过引入厚度方向的纤维束(即Z纱),极大地提高了材料的结构完整性,改善了层合结构复合材料与二维机织复合材料厚度方向性能差的问题。此类材料目前已经有了应用于航空发动机风扇/压气机叶片中的趋势,因此有必要对其在振动载荷下的疲劳性能进行研究
强非线性系统受到简谐激励作用下,对于同一个激励幅值,可能存在多个(一般是三个)响应幅值,跳跃现象是强非线性系统响应多值性特点在试验中的反映。本文开展强非线性系统以电压为延拓参数的定频试验测试方法的研究,对认识强非线性系统的定频试验测试机理,实现强非线性的响应测试,揭示强非线性结构的特性,具有重要的学术和工程应用价值。论文的主要研究工作如下:(1)研究了定频试验测试方法的机理——电磁激振器与强非线性
现代飞行器对航空动力系统性能、经济性和安全性提出了极高的要求,给航空发动机的设计带来了极大挑战。变循环发动机,兼具小涵道比涡扇发动机超音速飞行和大涵道比涡扇发动机亚音速飞行的优势,是下一代航空动力系统的研究热点。为了研究变循环发动机的特性和控制规律,本文针对一种双外涵变循环发动机开展了部件级建模、系统特性、控制规律和限制保护控制研究,具体研究工作如下:建立了双外涵变循环发动机的部件级模型并开展了特
SiCf/Ti复合材料由于其比强度高、抗疲劳性能好等优异性能,已逐渐成为航空涡扇发动机高性能中温部件的重要候选材料。目前国内外对于SiCf/Ti复合材料的疲劳研究多集中于常幅载荷,但材料在服役过程中,经历的载荷是随机变化的谱载荷。谱载荷下复合材料多种损伤形式共存,失效机理十分复杂。本论文将围绕SiCf/Ti复合材料在谱载荷下的疲劳力学性能展开研究,主要研究内容包括:(1)开展了SiCf/Ti复合材
航空发动机加减速控制计划作为发动机控制系统的前置需求,是发动机发挥最佳性能的基础,因此在确保发动机在全包线内都能安全稳定运行的情况下,加减速控制计划的设计对于发动机控制系统的设计意义重大。飞行任务多且飞行环境多变,发动机在各个飞行包线的特性差异较大,在发动机全寿命周期发动机部件性能逐渐退化。如何制定高精度的全包线加减速自适应控制计划,提升涡扇发动机过渡态加减速性能是非常重要的研究课题。为此,本文开
<正>南京市栖霞区仙林街道辖区面积32.67平方公里,进驻南京大学、南京师范大学、南京邮电大学、南京中医药大学、南京财经大学等高校12所,有各类商品房小区27个,拆迁复建房小区1个。街道下辖7个社区,总人口20多万,其中有户籍户8165户,人口46630人,成人人口41046人,注册草根志愿者(居民)队伍91支共76007人。全街道社区志愿者在成人中注册登记率平均达16.3%以上。另高校学生等社会
目的:关于循证护理应用在心肌梗死并发心力衰竭患者临床护理中的效果分析。方法:通过对照实验进行分组研究,所归入本文研究组内的调查对象均来自2018年2月到2019年11月,为同期到我院治疗的58例心肌梗死并发心力衰竭患者,通过平均抽签法则分为观察组和对照组,两组数量均等,同为29例。观察组行循证护理方法,对照组行常规护理方法,对两组各级别统计学数据进行统计验证,最终进行统计学比较。结果:观察组治疗有