航空動力學報最新期刊目錄

非定常氣動載荷場融合建模方法探索及驗證————作者：丁軒鶴;粟華;龔春林;王子一;楊予成;

摘要：飛行器虛擬飛行試驗涉及氣動、結構等眾多高精度學科模型的多物理場仿真，準確快速的非定常氣動載荷場計算是其關鍵制約因素。目前基于計算流體力學的非定常氣動力計算成本十分昂貴，為了提升高精度非定常氣動載荷場的計算效率并保證計算精度，本文基于Co-Kriging模型和POD場量降階，提出一種基于多源數據融合的高效非定常氣動載荷場預測方法。以4%厚度圓弧翼為測試對象，通過綜合當地流活塞理論計算得到的低精度載荷...

基于遷移學習的結冰風洞試驗冰形預測方法————作者：任宇鵬;王強;屈經國;彭博;岳靜;易賢;

摘要：高精度結冰風洞試驗冰形數據是開展航空飛行器結冰安全評估的重要輸入條件。依托結冰風洞獲得的結冰冰形數據精度及準確性高，但試驗費用昂貴。基于深度神經網絡的冰形預測方法為快速獲取冰形特征提供了有力的手段。目前有效的基于深度神經網絡的結冰預測方法通常針對數值模擬冰形進行預測，缺乏風洞試驗冰形的預測方法。針對該問題，提出了一種結合遷移學習與神經網絡的方法來實現對風洞試驗冰形的預測。該方法首先基于數值模擬冰形...

燃料分布對鈍體火焰燃燒不穩定邊界影響的試驗研究————作者：趙航;劉勇;葛鑫坤;張祥;趙妍;

摘要：為研究加力燃燒室中多噴嘴鈍體結構下燃料分布改變對鈍體火焰的燃燒不穩定性影響，以模型加力燃燒室為研究對象，對不同噴嘴數量、不同進氣速度下鈍體非預混火焰不穩定燃燒的振蕩邊界變化規律開展了研究。對試驗結果采用FFT頻譜、峭度分析以及解構火焰圖像等方法進行分析，重點研究了不同噴嘴數量下燃料分布的改變對鈍體模型燃燒室振蕩邊界的影響規律。試驗結果表明：隨著鈍體噴嘴數量的增加，系統由穩定燃燒過渡為振蕩狀態的臨界...

多壓電膜包覆式合成射流激勵器的結構設計與性能分析————作者：宋磊;黃煥貞;汪偉;方劍;

摘要：壓電式合成射流激勵器通過噴口處生成的非定常渦環射流可產生一定推進力，然而其有限的射流能量制約了在飛行器推進系統中的應用，因此需要對其結構進行優化設計，以獲得更佳的射流性能。本文首先開展了流—固—電多物理場耦合仿真計算，對壓電式合成射流激勵器的瞬態流場特性進行了系統模擬。基于壓電振子振動特征分析，提出表面利用率優化指標，進一步設計出多壓電膜包覆式合成射流激勵器。針對立方體、截角八面體及截角十二面體三...

表面V肋作用下的橫向射流混合增強特性研究————作者：張祺;胡志云;曹娜;田偉;

摘要：橫向射流作為增強航空發動機燃燒室內摻混的常用手段已經被廣泛研究與應用。本研究提出一種新型微尺度V肋結構，通過將其放置在橫向射流上游來增強主流和射流的摻混。本研究通過采用基于Realizable k-ε湍流模型的數值模擬和粒子圖像測速(PIV)實驗測量，研究了動量通量比，V肋高度及V肋與射流孔距離對混合效率的影響規律。研究結果表明：V肋可以產生與橫向射流中腎型渦對同向的渦系結構，從而通過增強腎型渦對...

裝配對高速轉子不平衡狀態及動力響應分散性影響研究————作者：陳雪騎;李杰;馬艷紅;洪杰;

摘要：先進航空發動機轉子出于對輕質高效的需求，轉速負荷不斷提高，使得其動力響應對自身不平衡狀態愈發敏感，極易受到裝配影響。因此，本文針對高速轉子結構系統，構建了裝配特征參數與轉子不平衡狀態關聯，建立了可以考慮裝配影響的轉子動力響應分散性模型，揭示了裝配對轉子動力響應分散性影響機理。研究表明，不同裝配會帶來轉子內構件慣性主軸偏斜分布狀態的不同，其中，由于渦輪盤等薄盤的慣性主軸傾斜會在高速旋轉狀態下產生較大...

風扇葉片鳥撞最危險工況及損傷評估方法————作者：劉松正;韋日光;趙迎春;高陽;羅剛;

摘要：通過建立航空發動機風扇葉片鳥撞過程的數學模型，本文提出了一種量化風扇葉片鳥撞損傷的分析方法。基于鳥撞過程的動能和葉片抗鳥撞關鍵結構參數，定義了鳥撞等效應力反映風扇葉片鳥撞損傷程度和葉片抗鳥撞能力。對發動機真實風扇葉片在不同工況下的鳥撞損傷進行了系統分析，明確了不同發動機狀態下風扇葉片鳥撞的最危險工況。研究表明，風扇轉速、飛機飛行速度、撞擊位置以及葉片前緣角和前緣厚度共同影響風扇葉片的鳥撞損傷；不同...

帶曲率氣膜孔的設計參數敏感性分析及多目標優化————作者：任書銳;朱劍琴;程澤源;伏蓉;

摘要：針對帶曲率的氣膜孔結構構建了以綜合冷效和最大等效熱應力為響應的代理模型，研究了吹風比及結構參數（曲率半徑、入射角、長徑比、展向傾角）對帶曲率扇形氣膜孔冷卻及強度特性的影響規律，并以最大化綜合冷效和最小化最大等效熱應力為優化目標開展了優化設計及分析。結果表明：相對于結構參數，吹風比是帶曲率氣膜孔面平均綜合冷效的主要影響因素，當吹風比從0.5增大至1.5，綜合冷效提高43%以上；曲率半徑是最大等效熱應...

三種變循環發動機總體性能優化對比————作者：徐義皓;鄭俊超;張紀元;董學智;譚春青;唐海龍;

摘要：優選適合于超音速客機的變循環發動機構型是開展前期方案論證的基礎。基于超音速民機的飛行任務需求，選取三種構型的變循環發動機作為超音速客機的備選動力系統并開展總體性能優化對比。構建總體性能數值仿真模型和數學優化模型，確定設計循環參數選取準則；開展變循環發動典型狀態點的性能優化對比，分析大功率需求狀態和低耗油率需求狀態下發動機的性能；基于分析結果，選取優選構型開展基于飛行任務需求的設計循環參數優化。結果...

航空矢量噴管作動器冷卻回路動態熱防護特性————作者：吳帥昊;胡建軍;張義仁;徐巖;徐揚;肖強;

摘要：為了研究航空矢量噴管作動器冷卻回路在動態工況下的熱防護特性，利用Fluent動網格技術對作動器往復運動過程進行數值模擬，并搭建高溫試驗臺對仿真模型正確性進行了驗證。對比分析了活塞桿在全伸出靜止工況和往復運動工況下作動器冷卻回路熱防護效果，獲取了作動器動態工況下的流場、壓力、流量、溫度分布規律。結果表明，在活塞桿運動時進出口流量較靜止時有較大提升，使得動態工況下冷卻回路的熱防護效果顯著優于靜止工況，...

煤油燃料內噴型斜爆震燃燒室直連試驗研究————作者：趙乾鵬;朱韶華;秦云鵬;楊旸;徐雪睿;閻瑾;崔智亮;

摘要：為了研究碳氫燃料內噴型斜爆震發動機的燃燒組織機理，開展了模擬飛行馬赫數8的斜爆震燃燒室數值模擬和燃燒加熱直連試驗研究。設計了小尺度斜爆震直連試驗件，采用航空煤油作為燃料，利用布置于流道中心區域菱形支板通過4×Φ0.3mm小孔組織燃料噴注霧化，利用R2mm強制起爆結構在20°楔面上實現斜爆震起爆和駐定燃燒。采用10步11組分的化學反應機理和雷諾時均N-S方程，對燃料噴注摻混過程和發動機起爆燃燒過程進...

模擬葉片三棱柱式緣板阻尼器減振試驗研究————作者：杜晨鴻;王延榮;李迪;李鴻光;彭泰;石霖;

摘要：設計了激勵葉片振動響應試驗系統，通過改變砝碼數量來調節三棱柱式阻尼器與葉片緣板間的正壓力，以驗證干摩擦阻尼器提供的阻尼比隨結構振動應力的變化規律。在模擬葉片試驗件共振頻率附近掃頻獲得幅頻響應曲線，利用半功率帶寬法計算臨界阻尼比，結合該激振力下激起的振動應力，可得葉片緣板阻尼特性曲線。試驗結果表明：三棱柱式緣板阻尼器的兩個接觸面能提供不同的阻尼效果，與計算得到的阻尼特性曲線吻合較好。試驗研究了阻尼器...

航空發動機雙轉子系統“交叉激勵”模態的“可容度”及試驗驗證————作者：程馳;廖明夫;雷新亮;石斌;王瑞;況鈞耀;

摘要：為剖析航空發動機雙轉子系統“交叉激勵”模態的特性，并評估其“可容度”，以某型發動機帶中介軸承雙轉子相似模型為對象，將高、低壓轉子分別取為獨立的單元體，以作用力和反作用力來替代中介軸承的耦合作用；利用轉子模態分析方法，分析作用力與振型的正交性，由此證明了“交叉激勵”模態的高“可容度”特性。最后，利用與某型發動機動力學相似的雙轉子試驗器進行了試驗驗證。開展了模態測試、響應測試，以及“長時間共振”試驗。...

小推力鎂粉水沖壓發動機地面直連試驗研究————作者：陳宏;房小博;劉叢林;劉長猛;李顯輝;單永志;

摘要：以鎂粉為燃料，開展水沖壓發動機地面直連試驗，采用變出口面積與變壓力供給鎂粉相結合的動態調節方法，成功解決了燃燒室壓力與鎂粉供給壓力不平衡造成的火焰返流問題，實現了金屬粉末式水沖壓發動機穩定燃燒。采用兩次供給，分三組布置的方式進行沖壓供水，總水燃比為2.5，燃燒室平均壓力為0.181MPa，平均推力為42.23N，金屬燃料燃燒效率為76.98%。試驗表明，合理的供粉壓差是影響發動機穩定工作的一個重要...

水蒸氣環境陣列微管燃燒器氫氧燃燒實驗研究————作者：甘志超;韓嘯;高安雯;昌運鑫;林宇震;馮文斌;蔡驍;劉曉佩;

摘要：采用一種陣列安裝的微管噴嘴模型燃燒器，通過交叉射流實現燃料與氧化劑的高效混合，在水蒸氣環境下開展了氫氧燃燒特性研究。通過數值模擬驗證了微管在水蒸氣環境下的穩火性能。在常壓條件開展了水蒸氣環境下氫氧燃燒試驗，獲取了燃燒器的火焰圖像、點熄火邊界、燃燒效率以及壓力脈動特性。結果發現，提高水蒸氣溫度可以明顯拓寬燃燒器的點熄火邊界，各工況下氫氣的燃燒效率都高于99.9%，各工況下燃燒器的壓力脈動都處于較低水...

基于非線性超聲檢測信號的結構件腐蝕疲勞剩余壽命評估方法————作者：蘇賢金;胡劍輝;李少林;楊曉光;石多奇;齊紅宇;

摘要：針對含腐蝕缺陷的葉片結構件，提出了一種基于非線性超聲檢測信號的壽命評估方法。首先，利用有限元法模擬了腐蝕缺陷試驗件的超聲無損檢測過程，探討了腐蝕坑對非線性系數和最大應力的影響；然后，通過建立單個腐蝕坑試驗件的疲勞壽命預測模型，提出了一種基于非線性超聲的含腐蝕坑葉片結構的疲勞壽命評估方法；最后，以某壓氣機葉片為例，介紹了評估方法的詳細流程，并對此進行了可行性驗證。結果顯示，腐蝕坑直徑與非線性系數呈正...

基于MBSE的新一代航空發動機總體-部件多學科協同模式————作者：景喜雙;馬嘉文;畢瀛;張承陽;謝福寶;陳思宇;

摘要：新一代航空發動機的研制融合了大量前沿技術，這些技術雖創新性強但成熟度低，給總體方案設計帶來了巨大挑戰，需要跨專業、跨團隊的緊密協作和快速迭代。為解決設計中的協同困難和多學科仿真集成問題，采用基于模型的系統工程（MBSE）方法，構建了需求-功能-邏輯-物理（RFLP）系統工程框架，并發展了針對總體-部件的高效分解綜合模型，以實現流程化建模和管理。通過開發需求條目管理、系統建模語言（SysML）可視化...

渦軸-渦扇變循環發動機模態轉換控制規律設計方法————作者：楊岢鈺;賈琳淵;陳玉春;任成;張鑫;

摘要：渦軸-渦扇變循環發動機是垂直起降/高速巡航飛機的理想動力，本文針對渦軸-渦扇變循環發動機模態轉換過程性能優化的需求，提出了一種以輸出功率為目標同時可考慮變幾何部件調節速率限制的模態轉換控制規律設計方法。基于發動機的物理特性和部件級性能模型，采用逆算法和過渡態性能隱式計算格式開發了渦軸-渦扇變循環發動機過渡態直接求解方法。基于該方法，提出了一種可以實現直接功率控制和給定壓縮部件工作點的模態轉換控制規...

渦輪變幾何技術的研究及應用進展————作者：伊衛林;鄭霆鍇;

摘要：渦輪是燃氣輪機的核心部件，幾何可變可有效改進其通流能力、提升整機匹配性能，在船用、車用、機械驅動用燃氣輪機中已獲得廣泛應用，并將應用于變循環航空發動機中。對燃氣輪機渦輪變幾何技術的提出、探索、發展與應用等多個階段的研究工作進行了系統梳理和分析，明晰了主要研究進展并論述了其應用現狀，剖析了尚存在的主要問題，對新概念、新技術及其潛在應用進行了展望。綜合來看，變幾何調節方式、間隙泄露流控制方法、適應寬攻...

基于多模型切換預測控制的新型矢量發動機模態切換控制方法————作者：尹炳雄;谷多多;蔡文哲;盛漢霖;李嘉誠;陳芊;

摘要：針對傳統矢量發動機結構復雜，重量大，成本高昂等缺點，提出了一種新型發動機架構——多伴隨型發動機，該發動機由主發動機和兩個伴隨發動機組成，伴隨發動機可從主發動機壓氣機出口引氣，從而形成矢量多推力點，根據推力點的數量分成0-1-2模態。然而，不同模態切換時必然導致主發動機流量突變致使轉速波動。本文針對傳統控制方式模態切換過程難以保證轉速穩定性、轉速控制效果差的難點，首先建立了多伴隨型發動機的穩/動態部...

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