面向对象的航空发动机性能软件开发

作者： 张晓博   王占学   蔡元虎   来源： 中国航空学会第七届动力年会 年份： 2016 文献类型 ： 会议论文

描述： 结合用户需求和发展趋势，设计出扩展性强、灵活可靠、适用性广的发动机性能仿真系 统；基于面向对象的方法，实现了集成化航空发动机性能仿真环境，并对常规类型航空发动机进行了 性能仿真；性能仿真结果以图、表等多种方式直观表达，结果保存于数据库，增强了数据安全性，完 整性；提供友好的界面，提高系统的可操作性和人机交互性。仿真结果和实验结果相吻合，表明所建 系统准确。

基于新型涡轮冷却算法的航空发动机性能计算模型

作者： 黄莺   王占学   刘增文   张建东   来源： 中国航空学会第七届动力年会 年份： 2016 文献类型 ： 会议论文

描述： 随着涡扇发动机涡轮前温度的不断提高，所需要的涡轮冷却气量不断增加，现有燃气涡轮发动机 总体性能计算模型中采用的简化涡轮冷却模型所带来的计算误差不断增大，基于这一考虑，本文针对气膜 冷却和对流冷却两种常用的冷却方式，建立了新的涡轮冷却计算模型，并实现了与燃气涡轮发动机总体性 能计算模型的耦合，得到了可考虑不同冷却方式，适用于高涡轮前温度、大冷气量的燃气涡轮发动机总体 性能计算模型。并与简化涡轮冷却模型的计算数据及试验数据作比较分析，表明新型涡轮冷却算法的可行 性和能够提供更详细的涡轮部件气流参数。

基于响应面法的短距/垂直起降飞机近地面升力损失

作者： 刘帅   王占学   周莉   史经纬   来源： 航空动力学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 响应面   地面效应   交互作用   升力损失   短距/垂直起降(S/VTOL)  

描述： 建立了短距/垂直起降(S/VTOL)飞机近地面升力损失的流场计算模型.通过数值模拟得出特定升力布局的飞机近地面状态各工况的升力损失.采用响应面法获得了飞机升力损失关于喷管落压比(NPR)、来流速度及飞机高度的2阶响应曲面函数及显著影响飞机升力损失的关键因素.并分析了喷管落压比、来流速度及飞机高度对飞机升力损失的交互影响作用,优化得出给定工况范围内升力损失最小的工作点.研究表明:仅考虑单因素影响时,升力损失随高度、落压比的增大而减小,随来流速度的增大而增大;考虑两因素交互作用时,高度与落压比及来流速度与落压比对升力损失存在交互影响,而高度与来流速度对升力损失无交互影响;优化获得的升力损失最小的工作点是飞机距地面高度为9 D(D为喷管直径)、喷飞机高度为3、来流速度为0m/s,此时的升力损失为1.3%.

大涵道比短舱/排气系统耦合影响的数值研究

作者： 汪文杰   王占学   周莉   史经纬   来源： 工程热物理学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 耦合影响   短舱   有效推力   排气系统  

描述： 通过数值模拟研究了大涵道比短舱/排气系统的气动性能和流场特征以及外涵喷管长径比对短舱/排气系统性能的影响规律和影响机理,研究结果表明:短舱唇口存在低速高压区,前部存在高速低压峰值;外涵喷管出口下游存在激波膨胀波系,剪切流和激波附面层相互干扰。随着外涵喷管长径比增大,发动机有效推力减小了3.2%;短舱阻力明显增大,是影响发动机有效推力的主要因素。外涵喷管长径比增大,外涵喷管出口下游超声速区范围减小,气流膨胀程度增强,激波强度增大,壁面静压降低且附面层外主流速度增大,核心后罩压差阻力增大摩擦阻力减小;外罩浸润面积增加使其摩擦阻力增大。

基于响应面法的短距/垂直起降飞机近地面升力损失

作者： 刘帅   王占学   周莉   史经纬   来源： 航空动力学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 响应面   地面效应   交互作用   升力损失   短距/垂直起降(S/VTOL)  

描述： 建立了短距/垂直起降(S/VTOL)飞机近地面升力损失的流场计算模型.通过数值模拟得出特定升力布局的飞机近地面状态各工况的升力损失.采用响应面法获得了飞机升力损失关于喷管落压比(NPR)、来流速度及飞机高度的2阶响应曲面函数及显著影响飞机升力损失的关键因素.并分析了喷管落压比、来流速度及飞机高度对飞机升力损失的交互影响作用,优化得出给定工况范围内升力损失最小的工作点.研究表明:仅考虑单因素影响时,升力损失随高度、落压比的增大而减小,随来流速度的增大而增大;考虑两因素交互作用时,高度与落压比及来流速度与落压比对升力损失存在交互影响,而高度与来流速度对升力损失无交互影响;优化获得的升力损失最小的工作点是飞机距地面高度为9 D(D为喷管直径)、喷飞机高度为3、来流速度为0m/s,此时的升力损失为1.3%.

变循环发动机对飞机飞行性能影响研究

作者： 周红   高翔   王占学   秦浩   来源： 航空科学技术 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 变循环发动机   流量匹配   一体化设计   安装性能   飞行性能  

描述： 将飞机气动特性、发动机性能以及进/排气系统安装损失等模块集成为飞机/发动机一体化计算模型。对比分析了带CDFS的双外涵变循环发动机(CDFS VCE)、带FLADE的双外涵变循环发动机(FLADE VCE),以及同时带FLADE和CDFS的三外涵变循环发动机(ACE)和混排涡扇发动机(MFTF)装于不加力超声速巡航战斗机的飞行性能。结果表明,相比于MFTF,安装VCE后,飞机的起飞重量减少3%～4%,且FLADE VCE的性能最佳,ACE次之,CDFS VCE再次之。在亚声速巡航状态,VCE进/排气系统的安装阻力较MFTF显著降低,安装耗油率降低2%～3%;在超声速巡航或超声速盘旋阶段,VCE的性能优势不甚明显。

基于内嵌物理约束神经网络模型的航空发动机数字工程模型

作者： 林志富   肖洪   王占学   张晓博   来源： 推进技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 特征处理   航空发动机   数字工程模型   性能参数预估   内嵌物理约束神经网络  

描述： 相对误差和峰值相对误差均小于常规神经网络模型。在一定的模型规模下，基于架构的数字模型的峰值相对误差仅为常规神经网络模型的1/4。通过物理约束，克服了数据驱动模型对大数据的依赖，指导了神经网络层的超参数设置。

基于内嵌物理约束神经网络模型的航空发动机数字工程模型

作者： 林志富   肖洪   王占学   张晓博   来源： 推进技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 特征处理   航空发动机   数字工程模型   性能参数预估   内嵌物理约束神经网络  

描述： 相对误差和峰值相对误差均小于常规神经网络模型。在一定的模型规模下，基于架构的数字模型的峰值相对误差仅为常规神经网络模型的1/4。通过物理约束，克服了数据驱动模型对大数据的依赖，指导了神经网络层的超参数设置。

不同维度缩放方法在航空发动机总体仿真中的应用

作者： 宋甫   周莉   王占学   张明阳   张晓博   来源： 推进技术 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 零维仿真模型   航空发动机   完全耦合方法   多维度仿真模型   迭代耦合方法  

描述： 不同维度缩放方法在航空发动机总体仿真中的应用

航空发动机数值缩放技术的研究进展

作者： 王占学   宋甫   周莉   张晓博   张明阳   来源： 推进技术 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   高精度   数值缩放   数值缩放方法   变精度分析   数值仿真  

描述： 航空发动机整机和部件仿真是航空发动机设计与研究的常规手段,是短周期研制先进水平航空发动机的重要环节和手段。数值缩放技术可以将基于高精度模型求解的部件特性用于整机性能分析,在有限的计算资源下提高航空发动机整机仿真精度,是实现航空发动机整机和部件高精度仿真的关键技术之一。同时数值缩放技术可以使部件设计在航空发动机整机环境中得到快速、全面的评估与分析,提高航空发动机设计的可信度,降低开发成本与周期。梳理了国内外航空发动机数值仿真技术的发展趋势,回顾了数值缩放技术的发展及在实际研究中的应用情况,分析、总结了数值缩放技术的三种实现方法及现阶段数值缩放技术应用中存在的问题,提出了我国数值缩放技术发展需重点关注的方向。