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- 基于熵产理论的航空柱塞泵涡轮增压系统优化
- 作者： 陈远玲 陈家文 潘越洋 闫明洋 来源： 航空学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 熵产理论 涡轮增压 航空柱塞泵 能量损失 结构优化
- 描述： 在航空柱塞泵的进油端集成涡轮增压系统，有利于提高航空液压系统的集成度，并解决柱塞泵在高转速下因吸油不足而产生的空化、脱靴等难题。针对涡轮增压系统中叶片和压水室流道的优化设计问题，基于熵产理论对增压系统中的能量损失及其空间分布进行了研究，构建了涡轮自增压轴向柱塞泵的流体域模型，探究压水室形式、断面形状、进口宽度、断面面积变化规律以及涡轮叶片形式与熵产率的关系，以熵产最小为目标优化涡轮增压系统的结构：涡轮采用扭曲叶片，压水室采用螺旋形、断面形状采用圆弧形、压水室进口宽度采用8mm、断面面积变化规律为U型时，增压系统的总熵产下降约0.032W/K，较优化前降低了13%，增压值上升约0.22bar，较优化前增加7%。最后采用试制的样机搭建试验系统，测试了直叶片形式和扭曲叶片形式的涡轮增压值，试验结果与仿真结果基本一致。
- 典型飞机壁板结构的抗屈曲优化设计与试验验证
- 作者： 孟亮 杨金沅 杨智威 高彤 刘洪权 张卫红 来源： 航空学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 加筋壁板 端部支持系数 结构优化 屈曲分析 临界屈曲载荷
- 描述： 加筋壁板是飞机机身和机翼中常见的典型承力结构，其在轴压和机身弯矩载荷作用下极易发生屈曲失效，严重制约飞行器安全性能与服役周期。飞机结构静强度校核时多采用经验公式进行工程计算，其中加筋壁板结构承载能力的工程计算与机身框结构端部支持系数的选取密切相关。现有飞机型号研制中端部支持系数的选取通常较为保守，结构安全裕度大、质量冗余，阻碍了飞行器轻量化水平的进一步提升。为此，首先基于欧拉长柱失稳理论，建立了基于切缝法的典型飞机壁板结构端部支持系数仿真计算模型；同时深入分析了端部支持系数与加筋壁板结构和支撑框段的耦合作用关系；进一步地，分析了框、长桁等结构特征参数对端部支持系数的影响规律，并分别开展了框、长桁-蒙皮以及框-长桁-蒙皮协同优化的飞机壁板结构抗屈曲设计；最后，基于增材制造缩比样件和轴压屈曲试验，验证了典型壁板结构抗屈曲优化设计方法的有效性。所建立的仿真分析模型和优化设计方法实现了飞机壁板结构抗屈曲性能的有效提升，对进一步提升飞机性能指标具有重要意义。
- 基于熵产理论的航空柱塞泵涡轮增压系统优化
- 作者： 陈远玲 陈家文 潘越洋 闫明洋 来源： 航空学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 熵产理论 涡轮增压 航空柱塞泵 能量损失 结构优化
- 描述： 在航空柱塞泵的进油端集成涡轮增压系统，有利于提高航空液压系统的集成度，并解决柱塞泵在高转速下因吸油不足而产生的空化、脱靴等难题。针对涡轮增压系统中叶片和压水室流道的优化设计问题，基于熵产理论对增压系统中的能量损失及其空间分布进行了研究，构建了涡轮自增压轴向柱塞泵的流体域模型，探究压水室形式、断面形状、进口宽度、断面面积变化规律以及涡轮叶片形式与熵产率的关系，以熵产最小为目标优化涡轮增压系统的结构：涡轮采用扭曲叶片，压水室采用螺旋形、断面形状采用圆弧形、压水室进口宽度采用8 mm、断面面积变化规律为U型时，增压系统的总熵产下降约0.032 W/K，较优化前降低了13%，增压值上升约0.22 bar，较优化前增加7%。最后采用试制的样机搭建试验系统，测试了直叶片形式和扭曲叶片形式的涡轮增压值，试验结果与仿真结果基本一致。
- 翼身融合背撑发动机布局的动力短舱设计
- 作者： 顾文婷 赵振山 周翰玮 冯剑 谭兆光 李栋 来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 遗传算法 翼身融合布局 多目标优化设计 背撑发动机 短舱
- 描述： 为了解决翼身融合(BWB)背撑发动机布局的飞机-发动机流动干扰问题,依据BWB流场特征,提出背撑式动力短舱设计思想:采用轴对称短舱,结合可以减小短舱外部流动对机体影响的外罩型面和满足进气效率要求的进气道型面设计。基于本文构建的动力短舱参数化建模方法和多点优化设计方法,开展兼顾内外流的短舱综合优化设计研究,最后对设计方案安装状态流场进行分析。结果表明:提出的设计方法可以给出具有不同内外流气动特性、满足BWB背撑式发动机动力短舱多点设计要求的设计方案,巡航状态短舱外表面和全推力状态进气道最大马赫数最大可减小8.35%和11.81%,优化结果在最大推力和侧风起飞状态也具有良好的进气道性能;动力短舱安装状态消除了高速巡航飞行状态下短舱和机体之间的强激波和后体流动分离,低速大迎角状态机体外流能够为发动机提供均匀稳定的进气,进气道总压恢复系数满足设计要求。