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  • 【期刊】 对转压气机叶尖间隙效应对其性能影响的研究

    刊名:推进技术 作者:茅晓晨 ; 刘波 ; 张鹏 ; 程昊 ; 巫骁雄 关键词:对转压气机 ; 泄漏流 ; 敏感度曲线 ; 叶尖间隙 ; 绝对涡量 机构:西北工业大学动力与能源学院 ; 西北工业大学动力与能源学院 年份:2016
    摘要:为了进一步了解对转压气机中不同转子叶尖间隙改变对其性能的影响,以对转压气机为对象,基于数值方法研究了该压气机不同转子对应的叶尖间隙效应及其性能的变化。结果表明:随着叶尖间隙的增加,压气机总压比和效率均有所下降;两排转子的峰值效率敏感度曲线与间隙大小均近似呈线性关系,且转子R2对应的峰值效率和喘振裕度随叶尖间隙的变化较R1更加敏感。该对转压气机存在最佳间隙组合,即转子R1和R2分别取叶尖间隙为1.0τ和0.5τ(τ代表设计间隙),此时的峰值效率和喘振裕度较设计间隙分别提高约0.62%和6.9%;转子叶尖间隙的增加会使得相应转子叶尖泄漏涡的起始位置后移,两排转子中一个转子叶尖间隙变化时会对另一个转子的叶尖流动产生影响,且转子R2叶尖间隙的增加对转子R1的影响更加显著;两排转子叶尖间隙的变化均会影响该对转压气机的最先失速级。
  • 【期刊】 基于端壁造型优化的高压涡轮导向器流场分析

    刊名:推进技术 作者:茅晓晨 ; 那振喆 ; 刘波 ; 史磊 关键词:流场结构 ; 高压涡轮 ; 非轴对称端壁 ; 数值优化 ; 流动损失 ; 通道涡 机构:西北工业大学动力与能源学院 ; 西北工业大学动力与能源学院 ; 先进航空发动机协同创新中心 年份:2017
    摘要:为进一步提升非轴对称端壁造型技术在改善高压涡轮导向器叶栅通道内流场结构的能力,借助数值优化手段对一高压涡轮导向器上、下端壁进行了基于Bezier曲线的非轴对称端壁曲面造型优化,为揭示非轴对称端壁在改善高压涡轮导向器流场方面的流动机理,借助三维空间流线对比分析了优化前后导向器通道内端区的流场结构。优化结果表明:非轴对称端壁有效地降低了导向器出口的流动损失,总压损失降低了9.93%,而出口流量最大增幅不到0.13%,同时,出口气流角分布也更加均匀;流场分析表明:高压涡轮导向器中的通道涡主要是由端壁附面层内的低能流体组成,其强度主要是由端壁附面层横向迁移强度及马蹄涡压力面分支强度所决定;优化后得到的非轴对称端壁通过改变端区局部静压场分布,实现了对端壁附面层迁移的控制,从而达到改善端区流场结构、降低流动损失的目的。
  • 【期刊】 叶尖小翼对小流量跨声速压气机转子的影响研究

    刊名:推进技术 作者:茅晓晨 ; 牛汗 ; 刘波 ; 史磊 ; 那振喆 ; 张鹏 关键词:叶尖小翼 ; 小流量压气机 ; 跨声速转子 ; 叶尖泄漏流 ; 叶尖泄漏涡 机构:西北工业大学动力与能源学院 ; 西北工业大学动力与能源学院 年份:2017
    摘要:为了控制压气机转子叶尖泄漏流动,减少叶尖泄漏流和叶尖泄漏涡对压气机内部流场带来的不利影响,针对小流量压气机进口跨声速转子进行了叶尖小翼的数值研究,探索了叶尖小翼对小流量跨声速压气机转子性能的影响和对叶尖泄漏流的控制机理。研究表明,4倍压力面宽度的压力面叶尖小翼可以使得压气机转子的流量裕度增加24.5%;吸力面叶尖小翼和压力面叶尖小翼影响失速的主要因素不同,吸力面叶尖小翼增大了吸力面侧流体的逆压梯度,扩大了低速流体区域,压力面叶尖小翼通过降低叶尖负荷,从而减弱泄漏强度,减小了低速流体区域。
  • 【期刊】 弯掠优化对高负荷跨声速串列转子的影响分析

    刊名:推进技术 作者:茅晓晨 ; 宋召运 ; 刘波 ; 张鹏 关键词:高负荷 ; 跨声速转子 ; 串列转子 ; 前掠转子 ; 正弯转子 机构:西北工业大学动力与能源学院 ; 西北工业大学动力与能源学院 年份:2018
    摘要:为了研究三维弯掠优化对串列转子性能的影响,设计了一套基于NURBS参数化方法和Kriging代理模型的串列转子三维弯掠优化系统。以一高负荷跨声速串列转子为研究对象,分别研究了掠形优化、弯形优化和复合弯掠优化对串列转子性能的影响。结果表明:三维弯掠优化可以改善串列转子的性能,与原型串列转子相比,前掠转子、正弯转子和复合弯掠转子在近设计点的效率分别提高了1%,1.03%,1.47%,正弯转子的稳定裕度增加了23%,但前掠转子和复合弯掠转子稳定裕度有少许下降。在高负荷跨声速串列转子的弯掠优化造型中,前掠造型能改善串列转子叶中和叶尖的性能,叶根性能有所下降,正弯造型能改善串列转子大部分叶展的性能,弯掠优化造型提升高负荷跨声速串列转子效率的原因是弯掠优化降低了转子通道正激波的波前马赫数,而激波位置基本不变。
  • 【期刊】 复合弯掠优化对跨声速压气机性能影响的研究

    刊名:推进技术 作者:茅晓晨 ; 刘波 ; 张国臣 ; 巫骁雄 ; 邓熙 ; 程昊 关键词:跨声速级 ; 优化 ; 参数化 ; 二次泄漏 ; 激波结构 机构:西北工业大学动力与能源学院 ; 西北工业大学动力与能源学院 年份:2015
    摘要:为了研究复合弯掠优化对跨声速压气机性能的影响,以一跨声速级为对象,基于数值方法对优化前后的压气机整体性能和近设计点工况下转子内的流场进行了对比分析。结果表明:复合弯掠可以有效改善转子内部的流动和提高压气机的性能,其中近设计点的效率提升了约0.9%,近失速点效率提升约0.2%。复合弯掠可以使得负荷沿展向和弦向重新分配,改善了尖部和根部附近的流动;激波的空间结构发生了改变,全叶展上的激波均整体后移且尖部附近激波形态由一道前缘强斜激波转变为一道前缘弱斜激波和一道通道激波组成的激波系。复合弯掠也降低了叶尖"二次泄漏"的影响范围,使主流与泄漏流交界面的位置向下游移动,减小了叶尖附近通道内的堵塞和熵增区域。
  • 【期刊】 机匣优化造型对跨声速转子性能影响的研究

    刊名:推进技术 作者:茅晓晨 ; 刘波 ; 张鹏 ; 邓熙 ; 李民 ; 巫骁雄 关键词:跨声速转子 ; 机匣造型 ; 二次泄漏 ; 参数化 ; 激波结构 机构:西北工业大学动力与能源学院 ; 西北工业大学动力与能源学院 年份:2015
    摘要:为了研究机匣优化造型对跨声速压气机的性能影响,以一跨声速转子为对象,基于数值方法对近设计点和近失速点下机匣造型前后转子叶尖处的流场和整体性能进行了对比分析。结果表明:机匣造型可以有效改善叶尖处的流动,提高压气机性能;提升了全工况范围内的效率,近设计点的效率提升了约0.25%,近失速点效率提升约0.33%;近失速点的压比提高约1.1%,而近设计点的压比基本不变。机匣造型降低了叶片前缘处的负荷,改变了激波的空间结构,使激波后移。在近设计点下,机匣造型提高了大部分叶展上的效率,机匣附近出现两个"低压环"区,由其产生的三维压力梯度效应改变了此位置附近子午面上的涡形态,流向正压力梯度减轻了叶尖处低速回流区的影响;叶尖处的流线流动更合理,"二次泄漏"现象消失。在近失速点下,机匣造型提高了大部分叶展上的总压比;叶尖处的涡形态没有发生变化,而涡核的位置发生了改变;造型使叶尖处的流线流动更加合理,但是"二次泄漏"现象并没有消失。
  • 【期刊】 组合抽吸对高负荷压气机叶栅流动分离控制的研究

    刊名:推进技术 作者:茅晓晨 ; 刘波 ; 张鹏 ; 宋召运 ; 薄相峰 关键词:压气机叶栅 ; 组合抽吸 ; 附面层分离 ; 角区分离 ; 攻角特性 机构:西北工业大学动力与能源学院 ; 西北工业大学动力与能源学院 ; 西安建筑科技大学机电学院 年份:2016
    摘要:为了研究组合抽吸对高负荷压气机叶栅内部分离流动控制的效果和机理,以内部同时存在有吸力面附面层分离和角区分离的压气机叶栅为研究对象,利用实验和数值模拟对3种不同的抽吸方案进行了探索。结果表明:附面层抽吸可以显著地改善叶栅性能和攻角特性;在-5°~8°攻角范围内,吸附式叶栅的叶型损失系数得到了显著的降低,且抽吸量为0.76%时对应的损失系数降幅达到约67%;吸力面局部叶展抽吸方案(SS1)可以有效地消除抽吸叶展附近的分离,结果却导致角区分离面积变大;组合抽吸方案(CS)基本全部消除了叶栅内吸力面上的附面层分离和角区分离,因此全叶展上的负荷和扩压能力得到了显著的提升;不同攻角下损失系数随抽吸流量组合的变化规律不同,大攻角下吸力面上的抽吸控制更能有效地降低叶栅内的损失;进行组合抽吸时,需要针对不同的攻角选择最佳的抽吸流量组合。
  • 【期刊】 房间型量热计法测量空调制冷量的不确定度评定

    刊名:仪器仪表标准化与计量 作者:茅晓晨 ; 王文斌 ; 杜军 ; 余国瑞 关键词:房间型量热计法 ; 空调器 ; 制冷量 ; 不确定度 机构:上海佐竹冷热控制技术有限公司 ; 上海佐竹冷热控制技术有限公司 ; 上海市计量测试技术研究院上海市在线检测与控制技术重点实验室 年份:2012
    摘要:分析了房间型量热计法测量空调器制冷量的不确定度来源,介绍了针对一次测量结果的不确定度评定方法,并讨论了影响该不确定度的主要因素,为该不确定度的评定和改善提供了参考。
  • 【期刊】 基于空气焓差法空调制冷量的不确定度评定

    刊名:低温与超导 作者:茅晓晨 ; 江明旒 ; 余国瑞 关键词:空气焓差法 ; 制冷量 ; 不确定度 机构:上海市计量测试技术研究院上海市在线检测与控制技术重点实验室 ; 上海市计量测试技术研究院上海市在线检测与控制技术重点实验室 年份:2011
    摘要:介绍了空气焓差法测量空调制冷量的基本原理,并指出了目前空调制冷量的不确定度评定中存在的问题。考虑到风量、空调出风口焓值、喷嘴前焓湿量等中间变量存在明显的相关性,文中提出了采用直接测量量对空调制冷量求偏导来计算各分量的灵敏系数的方法。并且在明确各分量的标准不确定度的基础上,运用误差传递的原理,全面系统地分析了各分量对空调制冷量的影响,为改善空气焓差法空调制冷量的测试精度及其可靠性提供了指导。
  • 【期刊】 试验用空气焓值法试验装置温湿度测量系统

    刊名:上海计量测试 作者:茅晓晨 ; 余国瑞 关键词:空气焓差法 ; 温湿度测量系统 ; 校准方法 ; 不确定度 机构:上海市计量测试技术研究院上海市在线检测与控制技术重点实验室 ; 上海市计量测试技术研究院上海市在线检测与控制技术重点实验室 年份:2011
    摘要:从试验用空气焓值法试验装置的制冷量计算及不确定度分析入手,指出影响制冷量的关键因素。对各种温湿度测量系统进行分析研究,给出校准方法、注意事项和系统不确定度。
  • 【期刊】 四神经元时滞网络的稳定性与分岔

    刊名:力学季刊 作者:茅晓晨 ; 胡海岩 关键词:神经网络 ; 时滞 ; 分岔 ; 周期运动 机构:南京航空航天大学飞行器结构力学与控制教育部重点实验室 ; 南京航空航天大学飞行器结构力学与控制教育部重点实验室 年份:2009
    摘要:本文研究具有长连接的四神经元构成的时滞网络的稳定性与分叉。网络系统可采用一组含有多个时滞的非线性微分方程描述。通过分析网络零平衡点处线性近似系统特征方程的根的分布情况,给出了网络零平衡点全时滞局部渐近稳定条件和与时滞相关的局部渐近稳定条件。讨论网络平衡点的数目及稳定性,得到了网络静态分叉产生条件。以时滞为分叉参数,给出了零平衡点失稳后网络出现由Hopf分叉引起的周期运动的存在性条件。分叉周期运动的性质由网络的非线性因素确定。借助中心流形定理和规范型理论,得到了确定Hopf分叉方向,分叉周期运动稳定性和分叉周期运动周期的公式。最后给出数值算例,验证了理论分析的结果。研究表明:网络中长连接的强度和性质对网络的动力学行为有着重要的影响。
  • 【期刊】 高负荷吸附式压气机气动设计与分析

    刊名:推进技术 作者:茅晓晨 ; 张鹏 ; 刘波 ; 王雷 ; 史磊 关键词:高负荷 ; 吸附式压气机 ; 气动设计 机构:西北工业大学动力与能源学院 ; 西北工业大学动力与能源学院 ; 中航工业空气动力研究院 年份:2015
    摘要:为了进一步提升压气机级压比,采用附面层抽吸技术,初步建立了一套主要包含S2流面通流计算、吸附式叶型无粘反设计、吸附式叶型带附面层抽吸方案优化、全三维时均流场校核的高负荷吸附式压气机设计体系。研究结果表明:依托该体系仅仅使用1.7%的相对抽吸量完成了一台级压比3.51、等熵效率86.82%、负荷系数超过0.6的吸附式压气机设计,并通过了基于非线性谐波法的三维时均流场校核。由于抽吸基本消除了上游转子叶排的尾迹亏损,级间干涉效应微弱,时均与定常特性线中的峰值效率和压比仅相差0.12%和0.003。