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含鈦合金包邊真實復合材料轉子葉片鳥撞損傷試驗與仿真————作者：姜文龍;韋林;遲雪;劉璐璐;羅剛;陳偉;

摘要：為探究金屬-復合材料轉子葉片前緣結構在鳥撞下的損傷狀態以及金屬包邊和復合材料葉片之間膠合層的失效原理，分析金屬和復合材料耦合情況下的損傷模式，針對含鈦合金包邊的碳纖維鋪層復合材料轉子葉片，展開含金屬包邊的復合材料葉片結構在不同撞擊角度和撞擊速度下的鳥撞瞬態響應的研究。通過高壓空氣炮系統，分別用兩種不同撞擊速度及兩種撞擊角度對同一片葉片進行連續撞擊試驗，采集葉片應變特性及試驗前后振動特性，并對撞擊后...

質子交換膜燃料電池電堆結構組合優化及運行性能分析————作者：何紫璇;張曉卿;馬驍;帥石金;

摘要：航空用燃料電池電堆內部單體間運行不一致是影響電堆性能的重要問題。本文建立了燃料電池多物理場耦合電堆模型，以流體網絡模型為基礎，耦合了一維燃料電池模型和傳熱單元模型，探討了單電池面積和層數的最佳組合。研究結果表明，單電池數量對流動和溫度分布均勻性影響更大。但過大的單體面積會導致電堆內部壓降明顯增大，進而增加冷卻液泵寄生功率，因此需要在單電池層數與面積之間進行折中。針對航空可能面臨的高功率需求、低壓工...

Newton-Krylov全隱式時間推進方法及其在葉輪機械內流分析中的應用————作者：李怡;張倩;趙家資;徐慎忍;喬磊;王丁喜;

摘要：為將Newton-Krylov全隱式時間推進方法應用于基于雷諾平均納維斯托克斯(RANS)方程的葉輪機械內流分析中，以此提高葉輪機械內流分析的收斂效率及魯棒性，本文針對葉輪機械內流分析相比飛機外流分析在方法上需要的補充，發展了考慮旋轉周期邊界、轉靜交界面及離心力源項的精確雅可比計算方法。后將現有面向飛機外流CFD分析的Newton-Krylov全隱式時間推進方法拓展至了多排葉輪機械定常流場分析。并...

高速柔性轉子彎扭耦合振動安全性設計方法————作者：楊海;宋梓宇;鄧旺群;劉飛春;向有志;洪杰;

摘要：針對高速柔性轉子系統在葉片飛失等極端載荷環境下的彎扭耦合振動問題，提出了彎扭耦合轉速區危險性評估參數及彎扭耦合振動安全性設計方法。通過轉子結構特征或支承剛度優化，改變彎曲模態分布，調整彎扭耦合失穩轉速區，以避免轉子在葉片飛失后轉速相對穩定的短時段內發生彎扭耦合振動；通過變剛度支承及緩沖阻尼設計，降低并收縮彎扭耦合失穩轉速區，控制轉子在減速過程中的動力響應。結果表明，通過優化渦輪局部支承剛度，設計變...

NEPE推進劑的高壓燃燒性能研究進展————作者：辛凱;楊凱瑞;霍正;李炬;楊榮杰;李玉平;李強;王登可;

摘要：調控高壓燃燒性能、降低燃速壓強指數是國內外研究NEPE推進劑的熱點方向，但是國外關于NEPE推進劑高壓燃燒性能的研究披露較少。本文簡要綜述了NEPE推進劑燃燒模型方面的研究進展，并且從黏合體系、氧化劑、硝胺炸藥、鋁粉、燃燒性能調節劑等五個方面總結了國內學者與本文作者團隊關于NEPE推進劑高壓燃燒性能的研究結果。在高壓下，NEPE推進劑的燃速壓強關系出現拐點，主要與氧化劑與硝胺炸藥以及鋁粉之間的反應...

液體火箭發動機渦輪泵振動問題研究現狀及展望————作者：王玨;竇唯;杜家磊;金志磊;

摘要：渦輪泵作為液體火箭發動機的核心高速旋轉增壓組件，其振動特性研究涉及多學科交叉領域，涵蓋流體力學、結構力學、轉子動力學及熱力學等。本文系統梳理了渦輪泵振動問題的研究進展，從結構激振、流體激振和耦合振動三個維度展開論述：在結構激振方面，重點探討了轉子不平衡、動靜碰摩、軸系松動及內摩擦等典型問題，在流體激振方面，深入分析了動靜干涉流體激振、喘振、空化等；在耦合振動方面，主要討論了密封-轉子耦合、渦輪顫振...

考慮加工偏差及多工況影響的亞聲速葉型魯棒性優化————作者：陳豪;劉帥鵬;耿少娟;張宏武;趙冰鈺;

摘要：為降低壓氣機葉型性能對加工偏差的敏感性，集成二維葉型參數化造型方法、基于Karhunen-Loève展開的輪廓度偏差降階模型、基于最小角回歸選擇的混沌多項式展開不確定性量化方法以及Kriging代理模型和NSGA-II優化算法，搭建了壓氣機葉型多目標魯棒性優化平臺；針對亞聲速葉型，考慮加工偏差不確定性因素及多工況的影響，以最小化葉型總壓損失系數的均值和標準差為目標函數，靜壓比作為約束條件，開展了多...

輔助霧化空氣對離心噴嘴霧化特性的影響分析————作者：陳忠良;范育新;肖鋒;馬宗伯;

摘要：為提高離心噴嘴在低流量下霧化性能，并降低噴嘴的結焦風險，提出一種雙路單噴口離心噴嘴+空氣旋流器組合式氣動離心噴嘴結構，研究了輔助霧化空氣對雙路單噴口離心噴嘴霧化特性的影響。研究結果表明：當供油壓力為0.03 MPa時，輔助霧化空氣會改變液膜的形態，使得噴霧的霧化錐角增大，噴嘴的霧化范圍增大，液膜的破碎長度縮短，液膜表面的波動增強，輔助霧化空氣從0 kPa增大至0.1 MPa，索泰爾平均直徑（SMD...

鈦合金表面裂紋前緣三維約束因子分布特性研究————作者：陳傳勇;黃先念;何悅;宣海軍;彭文雅;李鋼;

摘要：針對航空發動機鈦合金轉子壽命限制件的裂紋擴展準確預測問題，本文以含表面裂紋TC4鈦合金試樣為研究對象，利用彈塑性有限元方法研究了表面裂紋前緣三維約束因子分布特性，構建了程序化網格劃分、應力提取和約束因子計算流程，開展大量算例仿真并與當前廣泛使用的約束因子計算方法對比。結果表明：表面裂紋前緣約束因子呈“倒U型”分布，從試樣表面位置到最深位置，約束因子從約1.25增大至約2.5；裂紋前緣約束因子受裂紋...

航空甲醇重整燃料電池混合動力系統性能分析與應用評估————作者：李成杰;徐世依;王思博;秦江;魏立秋;

摘要：全電推進飛機是實現航空碳減排的技術途徑之一，在飛機電力推進系統的設計過程中，通過綜合性能優勢和平衡劣勢來實現電源的混合成為一種可行的解決方案。本文提出了一種航空甲醇重整燃料電池混合動力系統，構建了甲醇重整到燃料電池的能量梯級轉化方案，建立了數學模型對混合動力系統的性能進行分析。考察了各種參數對系統性能的影響，包括重整溫度、電流密度等，完成了混合動力系統在X-57飛機上的應用評估。結果表明，混合動力...

燃燒室內亞/超臨界航空煤油燃燒性能對比實驗研究————作者：江金濤;張啟斌;王之聲;劉蓬輝;范瑋;董素艷;

摘要：為了對比亞/超臨界煤油在航空發動機模型燃燒室內燃燒性能，本文基于單頭部模型燃燒室，搭建亞/超臨界煤油燃燒室燃燒性能實驗平臺，實現亞/超臨界航空煤油在模型燃燒室內穩定燃燒。實驗研究了不同油氣比、煤油狀態、空氣流量及空氣進口溫度等條件下，亞/超臨界煤油在模型燃燒室內的燃燒性能，獲得了燃燒室運行工況參數的變化對燃燒性能參數的影響規律。燃燒室出口燃氣測溫耙測點溫度(T_x)與出口燃氣平...

低溫進氣條件對燃氣輪機燃燒室點火過程影響的大渦模擬研究————作者：胡傳龍;王永貴;劉瀟;石云姣;谷午;陸景賀;鄭洪濤;

摘要：為研究低溫進氣條件對燃氣輪機燃燒室點火過程的影響，本文采用大渦模擬耦合動態增厚火焰燃燒模型方法，基于低排放塔式同軸分級燃燒室進行了模擬研究。研究結果表明：低溫進氣條件惡化了霧化特性并且減弱了剪切層位置的速度脈動，進氣溫度從334 K降低至233 K使值班級噴嘴的SMD增大110.39%，起動噴嘴的SMD增大103.59%；低溫進氣使起動點火裝置出口的射流火焰平均溫度降低，平均速度增大，不利于火焰傳...

基于BP神經網絡優化的HyChem方法研究————作者：汪方良;孫磊;馮睿;張翰澤;

摘要：本文采用Hybrid Chemistry(HyChem)與BP神經網絡預測相結合的方法對JetA-2航空煤油開展反應機理構建。首先通過多目標遺傳算法(NASG-II)，結合理化性質，提出了JetA-2航空煤油十五組分替代模型以獲得熱力學數據和特定條件下點火延遲時間；再使用BP神經網絡預測模型得出7步集總反應的化學計量數和反應速率常數，構建出JetA-2航空煤油HyChem反應動力學模型(包括113...

基于跨尺度多物理場耦合的航空發動機過渡態葉尖間隙仿真研究————作者：邵發寧;毛軍逵;趙偉辰;柴政;陳娉婷;王飛龍;楊超;

摘要：目前航空發動機葉尖間隙過渡態分析過程中尚未充分考慮葉尖間隙變化、主流、二次空氣系統三者間動態耦合交互作用，導致計算精度有限。為此，本研究將主流道參數計算模型耦合到現有考慮固體域和二次空氣系統動態耦合交互的“跨時間尺度流熱固耦合”計算模型中，構建了一種新的航空發動機葉尖間隙“跨尺度多物理場聯合仿真”方法。該方法增加了主流道與二次空氣系統、葉尖間隙與主流道的雙向動態耦合交互。通過與整機試驗數據對比，新...

共軸對轉雙轉子雙平面交互效應系數法動平衡仿真及實驗研究————作者：郭儀翔;陳立芳;龍昱達;王冬寒;鮑銳;

摘要：針對槳扇對轉雙轉子復雜結構下內外轉子振動交叉耦合，導致動平衡效率低的突出問題，提出一種基于雙轉子雙平面交互效應系數（Two-rotors Two-planes Interaction Coefficient， TTIC）的對轉槳扇雙轉子動平衡方法。基于模擬槳扇對轉雙轉子結構建立動力學模型，通過虛擬仿真探明對轉雙轉子雙平面動平衡（Counter-rotating Two-rotors Two-pla...

氫能航空動力的可行性和實用性分析————作者：郭政言;鄔俊;孫付軍;王任偉;趙明東;李春江;湯卓;曹俊;

摘要：逐步減碳至最終實現凈零碳排放是未來航空業的發展趨勢，而發展氫能航空動力是航空業實現“3060”戰略目標的重要舉措之一。本文通過文獻調研，從氫能航空動力安全性、性能和經濟性3個方面論證了氫能應用在航空動力中的可行性，其中當綠氫使用成本與航空煤油持平時，氫燃料短程和中程飛機的運營成本分別比航空煤油降低5.2%和6.3%；總結提煉了氫渦輪、氫燃料電池及氫混合動力系統等氫能航空動力形式面臨的技術挑戰，并論...

考慮缺陷撞擊點塑性變形的中介軸承動力學研究————作者：王小虎;白曉斌;李貴林;胡騰;孫易森;李炎軍;

摘要：中介軸承是決定雙轉子航空發動機穩定運行的關鍵因素之一，其失效將直接導致發動機振動加劇、性能下降甚至破壞停車。針對傳統中介軸承動力學模型中忽略缺陷撞擊點隨時間產生塑性變形的問題，以時變位移激勵描述軸承局部缺陷，通過對滾動體與缺陷邊緣接觸過程進行仿真，提出包含運動參數的Hertz接觸剛度模型，基于此建立考慮缺陷撞擊點塑性變形的六自由度動力學模型，對滾動體與缺陷撞擊點的接觸進行深入分析。搭建雙轉子實驗臺...

帶凹槽再生冷卻通道超臨界正癸烷換熱數值研究————作者：王彥紅;翟士博;東明;白皓然;

摘要：針對超燃沖壓發動機的熱防護問題，提出了設置凹槽的再生冷卻通道方案，通過RNG k-ε湍流模型進行了再生冷卻通道內超臨界正癸烷換熱數值研究。凹槽總寬度為1 mm，凹槽深度為0.12 mm。頂壁面熱流密度為1.3 MW/m²，進口溫度為450 K，質量流速為1000 kg/(m²·s)。探究了運行壓力（3～5 MPa）和凹槽數量（n=1～3）對壁面溫度和換熱...

蝸殼-葉輪耦合安裝條件下的向心渦輪動葉氣動優化設計————作者：張霖;劉漢儒;黃鴻均;王世廣;王掩剛;

摘要：蝸殼與葉輪的耦合作用影響著工質在向心渦輪中的能量轉換，對葉柵中的流動和渦輪整體性能有著重要影響。基于此，本文針對現有向心渦輪幾何構型，對動葉展開蝸殼耦合條件下的優化研究，運用遺傳算法與神經網絡算法對葉型進行優化，以獲得安裝狀態低損失高效率的動葉幾何。結果表明，單獨葉輪優化后的葉輪幾何雖然效率相比原型葉輪提升了2.4%，但與蝸殼匹配后膨脹比和輸出功分別下降了4.6%和2.5%，渦輪整體性能下降；蝸殼...

液體火箭發動機渦輪泵音叉式整體葉盤低周疲勞壽命可靠性研究————作者：王玨;竇唯;金志磊;姜緒強;林奇燕;

摘要：渦輪作為液體火箭發動機的關鍵構件，其低周疲勞壽命和可靠性直接影響液體火箭發動機的安全性能。對某液體火箭發動機渦輪泵音叉式整體葉盤開展流場分析和靜強度分析，并基于局部應力-應變法獲得了設計工況下整體葉盤的低周疲勞壽命。采用拉丁超立方抽樣方法，以轉速、密度及彈性模量為隨機輸入變量，建立最大應力和最大應變的Kriging代理模型。通過大樣本抽樣，得到了音叉式整體葉盤的低周疲勞壽命概率分布，進而得出其疲勞...

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