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- 航空发动机管路流固耦合振动的固有频率分析
- 作者： 李占营 王建军 邱明星 来源： 航空发动机 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机 输液管路 Galerkin方法 固有频率 流固耦合 哥氏力
- 描述： 为研究流体哥氏力和管路参数等因素对航空发动机管路固有振动频率的影响规律,采用Galerkin方法建立了管路流固耦合数学模型,并通过复特征值分析得到了系统的固有频率。通过将采用Galerkin方法的计算结果与试验测试数据进行比较,验证了Galerkin方法的正确性;给出了试验管路的临界流速,并研究了流体哥氏力和管路截面尺寸对系统固有频率的影响。结果表明:试验燃油管路实际流速远小于发生屈曲失稳的临界流速;哥氏力对不锈钢和钛合金2种管材燃油管路固有频率的影响很小;相同壁厚管路,外径越小,流固耦合对固有频率的影响越大。
- 正常盘旋飞机油箱液面晃动与结构动力学分析
- 作者： 方雄 杨尚霖 雷忠琦 陈晓峰 杜发喜 姚小虎 来源： 中国科技论文 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 油箱晃动 充液率 航空器结构与设计 正常盘旋 安全性 流固耦合
- 描述： 针对飞机油箱晃动流固耦合问题,采用ABAQUS与Star-CCM+联合仿真流固耦合方法,通过对比验证单向和双向流固耦合,确定了采用单向流固耦合方法分析油箱晃动流固耦合问题的可行性,并对某型飞机正常盘旋过程中的油箱晃动流固耦合问题进行研究。验证了满油状态下飞机油箱的结构安全性,并探究了不同充液率对飞机油箱晃动流固耦合效应的影响。结果表明:满油状态下飞机油箱结构安全性满足要求;充液率不同,各因素对油箱部件应力的影响程度不同。
- 翅片结构对航空活塞式风冷发动机缸体强度与传热性能的影响
- 作者： 雷基林 肖顺文 邓伟 邓晰文 田鏖 董林 来源： 农业工程学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 散热翅片 缸体 传热 强度 流固耦合 风冷发动机
- 描述： 航空活塞式风冷发动机由于结构紧凑、体积小、质量轻等优势，在通用航空、农业等领域得到广泛运用。针对航空活塞式风冷发动机热负荷问题，该研究以某水平对置四缸四冲程航空活塞风冷汽油机为研究对象，试验测试了标定功率工况下发动机缸内压力，结合缸压试验数据与风冷发动机缸体的结构与传热特性，搭建一维仿真模型，计算获得了缸内燃气侧边界条件。采用热电偶法测试了标定功率工况下缸体关键区域的工作温度，结合缸体温度测试数据与缸内各位置的温度和传热系数，建立流固耦合仿真模型。选择翅片厚度、翅片间距、翅片长度3个主要结构参数分析其对缸体结构强度及传热性能的影响。结果表明，翅片结构对缸体的强度及传热性能影响较大，翅片厚度增大使得温度最大下降19.8℃、应力最大下降33.0 MPa。以翅片厚度、翅片间距、翅片长度3个翅片主要结构参数为因素设计正交试验，计算结果表明，翅片长度变化对缸体温度影响最大；选取最优值优化后与原机相比温度最大下降18.2℃。翅片厚度对翅片强度影响最大，选取最优值优化后与原机相比热应力最大下降50.1 MPa。研究结果可为航空活塞风冷发动机散热翅片的设计与优化提供参考依据。
- 翅片结构对航空活塞式风冷发动机缸体强度与传热性能的影响
- 作者： 雷基林 肖顺文 邓伟 邓晰文 田鏖 董林 来源： 农业工程学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 散热翅片 缸体 传热 强度 流固耦合 风冷发动机
- 描述： 翅片结构对航空活塞式风冷发动机缸体强度与传热性能的影响
- 考虑流固耦合效应的航空发动机风扇叶片应力数值模拟与试验测量研究
- 作者： 张帅 张强波 董江 文敏 来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机 风扇转子 试验测量 叶片应力 流固耦合 数值模拟
- 描述： 航空发动机风扇转子在高压比、高转速、高负荷的级环境中工作时,存在叶片固体域与流体域之间强烈的耦合作用。针对风扇工作中的流固耦合问题,采用基于流固耦合的数值模拟方法对风扇叶片的结构特性进行模拟,研究考虑流固耦合效应前后叶片结构特性的变化。通过风扇转子加减速试验测量叶片表面测点应力变化,并将数值模拟与试验测量结果进行了对比分析。分析结果表明:考虑流固耦合效应后叶片表面的受力情况变化较大,导致叶片表面的应力与变形分布产生较大的变化;仅考虑离心力作用的计算方法得到的应力值与试验测量值误差最大达到50%,而考虑流固耦合效应的计算值误差在10%左右;考虑叶片流固耦合效应得到的应力分布更满足实际工程应力与强度分析要求。
- 航空永磁电机风冷-热管复合冷却技术研究
- 作者： 陈祖涛 余中军 付佳 杨君坦 刘斌 来源： 电机与控制学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 温度场 电机冷却 无人机 热管 流固耦合 风冷技术
- 描述： 针对无人机(UAV)用旋翼电机产热高但结构紧凑、散热困难的问题，设计一种新型风冷-热管复合冷却系统，介绍了冷却系统的设计思路并对其冷却性能展开研究。以一台无人机用外转子永磁电机为研究对象，采用仿真与实验结合的方法，首先评估电机风冷系统性能，建立电机三维全域流场仿真模型，分析不同转速下电机内部流场特征；然后以流场计算结果为边界条件，基于局部模型分析电机单一风冷系统的冷却效果，并搭建实验平台对其冷却效果进行测试，验证了仿真方法的准确性；最后提出一种风冷-热管复合冷却技术，仿真分析了不同方案的冷却效果。研究表明，相对于满槽布置，将热管元件半槽布置于定子槽底具有更高的性能代价比，能使电机绕组稳定温升有效降低15 K,达到了高效冷却的目的，能有效提高电机的功率密度。
- 考虑流固耦合效应的航空发动机风扇叶片应力数值模拟与试验测量研究
- 作者： 张帅 张强波 董江 文敏 来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机 风扇转子 试验测量 叶片应力 流固耦合 数值模拟
- 描述： 航空发动机风扇转子在高压比、高转速、高负荷的级环境中工作时,存在叶片固体域与流体域之间强烈的耦合作用。针对风扇工作中的流固耦合问题,采用基于流固耦合的数值模拟方法对风扇叶片的结构特性进行模拟,研究考虑流固耦合效应前后叶片结构特性的变化。通过风扇转子加减速试验测量叶片表面测点应力变化,并将数值模拟与试验测量结果进行了对比分析。分析结果表明:考虑流固耦合效应后叶片表面的受力情况变化较大,导致叶片表面的应力与变形分布产生较大的变化;仅考虑离心力作用的计算方法得到的应力值与试验测量值误差最大达到50%,而考虑流固耦合效应的计算值误差在10%左右;考虑叶片流固耦合效应得到的应力分布更满足实际工程应力与强度分析要求。
- 航空发动机管路系统动力学特性综述
- 作者： 汪博 高培鑫 马辉 孙伟 林君哲 李晖 韩清凯 刘中华 来源： 航空学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机 动力学 卡箍阻尼 管路系统 卡箍刚度 流固耦合
- 描述： 航空发动机管路系统主要承受来自机匣和管内流体的耦合激励作用，不同位置机匣传递的基础激励不同，如高低压转子振动、气动载荷、燃烧室火焰脉动和气动噪声激励等，管内流体激励包括介质压力脉动及管路形状改变造成的介质冲击载荷等；同时不同管型的管路通过卡箍、支架、接头等连接部件与机匣和附件相连，存在大量的结构耦合，这些都极易引发管路系统在多源载荷激励下的振动超限，诱发管路及卡箍产生裂纹等故障。为了提高管路系统服役期间的可靠性，在设计阶段需要开展动力学优化设计，并提出相应的设计标准及规范。目前管路系统动力学方面的研究主要聚焦在飞机、舰船及其他输油管路，针对航空发动机管路系统动力学特性的研究相对较少，对管路系统主要支撑部件卡箍静力学及动力学特性表征、弹支边界管路系统动力学特性、流固耦合管路系统动力学特性及管路系统动力学优化这4个方面的研究现状进行了总结与展望，旨在为航空发动机复杂管路系统设计及振动控制提供理论支持和技术指导。
- 航空发动机管路系统动力学特性综述
- 作者： 汪博 高培鑫 马辉 孙伟 林君哲 李晖 韩清凯 刘中华 来源： 航空学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机 动力学 卡箍阻尼 管路系统 卡箍刚度 流固耦合
- 描述： 航空发动机管路系统主要承受来自机匣和管内流体的耦合激励作用，不同位置机匣传递的基础激励不同，如高低压转子振动、气动载荷、燃烧室火焰脉动和气动噪声激励等，管内流体激励包括介质压力脉动及管路形状改变造成的介质冲击载荷等；同时不同管型的管路通过卡箍、支架、接头等连接部件与机匣和附件相连，存在大量的结构耦合，这些都极易引发管路系统在多源载荷激励下的振动超限，诱发管路及卡箍产生裂纹等故障。为了提高管路系统服役期间的可靠性，在设计阶段需要开展动力学优化设计，并提出相应的设计标准及规范。目前管路系统动力学方面的研究主要聚焦在飞机、舰船及其他输油管路，针对航空发动机管路系统动力学特性的研究相对较少，对管路系统主要支撑部件卡箍静力学及动力学特性表征、弹支边界管路系统动力学特性、流固耦合管路系统动力学特性及管路系统动力学优化这4个方面的研究现状进行了总结与展望，旨在为航空发动机复杂管路系统设计及振动控制提供理论支持和技术指导。