超高载荷大涵道比齿轮驱动风扇气动设计

增加减速比可以实现齿轮驱动风扇的转速变化。降低风扇转子转速,有利于降低风扇噪声和转子结构强度要求。应用一种大弯度低损失扩压叶型,进行大涵道比风扇转子气动设计,以降低风扇转子转速。由于该叶型弯度大,可实现超高载荷;构成的叶栅通道后部呈收敛状,可抑制附面层增厚,降低损失。风扇气动设计采用S1/S2两类流面设计方法,结合多点优化,所设计的超高载荷转子设计点效率为0.964 4,级压比达到要求(1.35),级效率为0.900 2、级喘振裕度46.19%。     

雷诺数对大涵道比涡扇发动机性能的影响仿真

为了评估雷诺数对某大涵道比涡扇发动机的影响,利用Wassell等修正方法,对发动机主要部件的特性进行了雷诺数修正,并利用发展的性能仿真程序进行计算和对比。结果表明,在高空低马赫数下,雷诺数对大涵道比涡扇发动机性能影响较大,造成发动机的推力减小约1.98%、耗油率增大约3.04%,同时影响发动机的喘振边界及共同工作线,降低其可用稳定裕度。     

双转子大涵道比涡扇发动机转子支承方案研究

航空发动机是典型的叶轮机械,每个转子至少需要2个支点,以确保航空发动机正常运转.本文以双转子大涵道比涡扇发动机为研究对象,梳理了部分成熟机型的转子支承方案,通过剖析各转子支承方案的设计意图和设计思路,分析各转子支承方案的优、缺点,为双转子大涵道比涡扇发动机转子支承方案设计提供了参考.     

基于不同载荷的大涵道比风扇气动噪声分析

对于齿轮驱动大涵道比涡扇发动机,载荷升高转速减小能够显著降低噪音。探究了载荷系数变化对大涵道比风扇气动噪声的影响。对设计完成的3款不同载荷的大涵道比风扇级进行了系统的声学特性分析。结果表明:无论是对于单转子还是风扇级,随着载荷系数的升高,噪声都逐步降低。超高载荷风扇转子的噪声与常规载荷风扇转子相比,降低了27.36 d B;相应匹配上静子以后,整个风扇级的噪声降低了18.03 d B。     

掠叶型对小型轴流风扇性能的影响研究

利用Fluent软件对某小型轴流风扇及其前掠10°和后掠10°改型风扇的三维流场进行了数值模拟,研究动叶轮的掠型对风扇性能的影响.数值分析表明前掠叶片增大了风扇的流量,降低了流动损失;后掠叶片风扇降低了气动性能,不仅使风扇的做功能力减少,而且大大增加了流动损失.     

弯曲叶片静子对核心机驱动风扇级的影响研究

针对核心机驱动风扇级气动设计问题,采用定常数值模拟方法,对某核心机驱动风扇级进行建模,分别采用直叶片静子和弯曲叶片静子在级环境中进行三维仿真,对比分析了单外涵模式和双外涵模式下分别采用直叶片静子和弯曲叶片静子的气动参数和流场,并揭示了不同模式下静子的气动参数特点,结果表明,正弯曲叶片适用于核心机驱动风扇级,其能够改变静子载荷的径向分布,削弱根部的气流分离,减少了气动损失,提高了效率,且对两种工作模式均有效;单外涵模式静子宜采用偏负攻角设计。     

航空发动机风扇叶片表面粗糙度影响的研究

某型航空发动机在三次修理后存在性能下降的问题,分解发现发动机风扇叶片由于使用时间较长导致表面质量较差,表面粗糙度值较大.为研究航空发动机性能下降与风扇叶片表面粗糙度的关系,应用数值模拟方法,对不同叶片表面粗糙度的风扇性能及流场进行分析,并通过试车进行验证.通过研究确认,风扇叶片表面粗糙度值过大会导致航空发动机性能下降.     

航空发动机风扇叶片表面粗糙度影响的研究

某型航空发动机在三次修理后存在性能下降的问题,分解发现发动机风扇叶片由于使用时间较长导致表面质量较差,表面粗糙度值较大.为研究航空发动机性能下降与风扇叶片表面粗糙度的关系,应用数值模拟方法,对不同叶片表面粗糙度的风扇性能及流场进行分析,并通过试车进行验证.通过研究确认,风扇叶片表面粗糙度值过大会导致航空发动机性能下降.     

不同叶片厚度对轴流风机流动特性影响的数值模拟

为了获得不同叶片厚度对轴流风机流动特性的影响,对叶片相对厚度为6%、9%、12%以及15%的4种风机进行了数值模拟。结果表明:薄叶片风机在设计流量点附近有更好的气动性能,但流量变化对风机性能的影响明显大于厚叶片风机,厚叶片的风机有更大的稳定工作区间。叶片厚度的增加,改善了叶片前缘附近的流动情况,但使叶片尾缘附近的做功能力减弱,流动分离更加严重;减小了叶顶泄漏流对主流的影响和叶顶二次流动强度,但叶片中尾部二次流强度增加,使流动失稳,增加了能量损失,使得风机气动性能降低。     

叶片弯掠轴流风扇内瞬态流动的试验研究

对带有周向前弯和周向后弯叶片的低压轴流风扇,采用NI采集平台和双丝热线采集单元相结合的测量技术试验研究非设计工况下周向弯曲叶片的内部不稳定流动发展规律.对若干工况叶轮进出口三维流场进行详细测量,基于测量结果分析轴向、周向和径向方向的平均速度及湍流脉动速度,获得叶片周向弯曲叶轮内变工况下瞬态流场特性;通过对湍流度、雷诺应力和速度频谱分析,考察非设计工况下叶片周向弯曲叶轮固有的瞬态特性影响,分析进口来流扰动特征.研究结果显示NI采集平台和双丝热线采集单元整合的试验测量系统,成功测量低压周向弯曲叶轮变工况下的进出口三维流场,为多场同步测量提供技术参考;变工况下弯掠叶片对上下端壁区的不稳定流动具有显著的抑制作用,对于扩大稳定工作范围有着积极的作用;进口来流较高的湍流度主要存在近上下端壁区域,周向弯曲叶片对来流湍流度的影响主要集中在这两个区域;这些扰动主要集中于低频段,并呈宽频特性.     

叶片弯曲对微型轴流风扇气动性能影响的数值研究

将弯叶片技术运用于微型轴流风扇,并通过CFD数值模拟的手段研究了各种形式的弯叶片的气动特点.研究结果表明,微型风扇中弯叶片的作用主要体现在小流量工况:叶片适当地前弯能有效地抑制叶顶分离涡的形成,这有助于延缓"失速"的产生、降低能量损耗、扩大风扇的稳定工作范围;叶片后弯易加剧叶顶分离涡的强度,这直接恶化了微型风扇的气动性能.随着工况流量的增加,前弯叶片能在风压、效率基本不变的基础上,其叶顶附近气流的能量损耗均明显低于对应的直叶片与后弯叶片.因此,在微型风扇中采用前弯叶片是具有一定优势的.     

航空发动机风扇叶片脱落仿真分析大规模并行计算方法研究

针对航空发动机风扇叶片脱落数值仿真的问题,分析了并行计算模式与网格区域分解策略对并行计算效率和一致性的影响。在保证计算结果一致性前提下,提出了高效率区域分解和并行模式配置策略。最后通过工程算例进行了验证。     

蝶阀三维分离流动的数值模拟研究

采用基于非结构、非交错网格的有限体积法求解用两方程模型封闭的雷诺平均N S方程组 ,对蝶阀的三维分离流动进行了数值模拟。结果表明 ,蝶阀关闭角度大于 2 0°时 ,在蝶阀背面产生了流动分离 ,形成一对大小相等方向相反的旋涡。在蝶阀下游 ,这两个旋涡相互作用 ,逐渐消失。蝶阀的流动阻力系数随着蝶阀关闭角度的增大呈指数性增长     

压气机转子叶片附面层抽吸的参数化研究

通过数值求解三维粘性雷诺时均Navier-Stokes 方程,详细研究了非设计工况下不同抽吸位置、抽吸流量和抽吸孔数目对跨音速压气机转子性能的影响,揭示了抽吸流与流动分离和激波结构的相互关系.研究结果表明:合理的抽吸能够有效控制激波的发生位置,改变流道中激波结构,延迟由于激波造成的流动分离.抽吸流量直接决定了压气机转子的性能,抽吸作用使得附面层内低能流体被移除,主流更加贴近叶片表面,从而增加了吸力面附近流体的动能,提高了流道内的通流能力,同时也能有效消除分离区内复杂的旋涡结构.     

风扇结构对发动机冷却系统的影响研究

为研究风扇结构对冷却系统进风效率的影响,运用多参考坐标系法,建立了两种不同结构风扇模型以及某重型载货汽车发动机舱模型,对其三维流场进行数值模拟。在对风扇流场及发动机舱内流场进行分析的基础上,研究了冷却系统风扇结构对进风效率的影响。分析表明:相对于无扇框风扇,扇叶扇框一体式风扇有效地减少了叶片端的回流,增加了散热器的进气量,冷却系统进风量平均提高了3.47%,减小了冷却常数,增强了冷却系统的冷却能力,达到了节能的目的。     

大涡模拟在轴流风扇气动噪声仿真中的应用

随着高集成、大功率电子设备的应用越来越广泛,随之而来的气动噪声问题越来越受到人们的重视,对其主要气动噪声来源—风扇的研究也越来越深入。伴随着仿真计算方法以及计算机技术的发展,数值仿真已经成为气动噪声仿真、预测、降噪的新手段。在总结了前人在气动噪声仿真中的相关手段方法后、采用流体力学计算软件Fluent和LES大涡模型对轴流风扇气动噪声进行了数值模拟,分析了轴流风扇气动噪声产生机理,验证了仿真方法的正确性,结果表明LES湍流模型能够准确预测气动噪声,满足工程应用要求。     

末级静叶片除湿流动的数值研究

在叶栅流道内,因流道几何形状及汽流流动的复杂性,使湿蒸汽的流动及湿蒸汽与流道的相互作用呈现多样性.水滴与叶片之间的液固动力学作用,水滴与汽相之间的汽液两相动力学作用,使水滴所发生的物理现象多样化,因而叶栅流道内的汽液流动损失也是非常复杂的.文中对末级静叶开设除湿沟槽的流场进行了气液耦合计算.通过对计算的结果分析,讨论了壁面附近液滴的运动特点及除湿槽附近气流流动的特点.     

叶顶间隙变化对轴流风扇性能影响的数值研究

运用三维粘性流动计算软件,对某含叶顶间隙的直叶片轴流风扇进行数值模拟。叶顶间隙按相对间隙进行取值,其大小分别为0、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%,其它计算参数不变。通过对计算结果的对比分析,研究叶顶间隙变化对总体性能的影响。结果表明,叶顶间隙变化对轴流风扇性能有较大影响,随着叶顶间隙的增大,其效率、全压减小。     

大飞机发动机关键制造技术

大型飞机是指起飞总重超过150吨的大型运载类飞机,包括军民用大型运输机、150座级的干线客机及由它们派生发展的特种飞机(如预警指挥、空中加油、信息中继、电子对抗等),和部分中远程轰炸机。目前具有大型飞机研制能力的有美国、欧洲和俄罗斯,其中美国的波音公司和欧洲的空客公司占据了大型民用飞机的市场。这些不同系列和不同功用的军用和民用大飞机,