航空CFD四十年的成就与困境

作者： 阎超   来源： 航空学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空   CFD   飞行器   空气动力学   湍流  

描述： 从20世纪80年代开始，基于Euler/RANS方程的CFD在航空领域得到了迅速的发展和广泛的应用，成为航空飞行器研制和空气动力学研究的重要手段。通过将论述和实例相结合的方法，综述了40年来CFD在军用和民用航空等方面取得的辉煌成就，同时也分析了其存在的不足，尤其是一直存在的艰难的瓶颈难题，即由于湍流模型能力不足导致的分离流模拟困难。对航空CFD的发展，从湍流模型和计算方法两个核心方面进行了讨论。最后给出了简要的总结和对未来发展的展望。

CFD在螺旋桨飞机滑流影响研究中的应用

作者： 马率   邱名   王建涛   缪涛   江雄   来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： CFD   螺旋桨飞机   滑流   重叠网格   非定常  

描述： 通过求解绝对坐标系下的非定常雷诺平均Navier-Stokes方程,计算了非定常滑流对某飞机巡航构型低速状态的气动特性影响。为描述螺旋桨桨叶的相对运动,采用了动态重叠网格技术,并在并行环境下采用全隐式双时间步方法和多重网格技术来保证时间精度和提高计算效率。将计算结果与试验结果相比较,在线性段,计算得到的升力系数与试验值总体偏差不超过2%,阻力系数相对试验值而言整体偏大,基本控制在8%左右,俯仰力矩系数的计算结果与试验值趋势一致。总结了滑流对螺旋桨飞机宏观气动特性的影响规律,由于滑流在空间发展过程中不断与周围空气相混合,使得滑流边界逐渐"模糊",因此滑流流管在空间发展过程中的巨大畸变对滑流影响的分析工作带来了难度。针对这种现象,本文将有/无滑流的流场进行对比,通过当地动压增量来定义滑流的加速效应边界,以及通过当地气流角增量来定义滑流的洗流效应边界。该方法能较好地捕捉和解释由于滑流对飞机部件干扰而使得飞机方向安定性呈现的非线性现象,初步揭示了螺旋桨滑流复杂尾迹流动的特点,在螺旋桨飞机非定常滑流影响机理研究方面具有一定的参考价值。

基于CFD计算域分区耦合技术的航空微型溢流阀流固耦合全域数值计算

作者： 朱嘉兴     李奕宁     牛世勇     田一松     李頔     解一鸣   来源： 航空学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： CFD   微型阀   灵敏度分析   流固耦合   瞬态流场特性  

描述： 飞机液压作动系统微型插装式溢流阀具有微形流道结构，内部瞬时流体输运规律及诱发两相流的机制尚不明确，产品特性参数对性能的影响尚未明晰，亟需发展相关的仿真模型进行分析研究并开展实验验证工作。以某航空液压作动系统用微型插装式溢流阀为研究对象进行了仿真和试验研究。在仿真计算时，考虑了阀芯运动造成的溢流阀全域结构变化以及边界条件迁移的影响，在流固耦合的基础上提出了一种针对该型溢流阀流道结构的CFD计算域分区耦合技术，并以此完成了全域数值计算模型的建模工作。基于全空化模型、湍流模型和阀芯动力学计算模型，该CFD仿真模型可实现对溢流阀全工作周期内瞬态特性的准确模拟，可得到流体压力场、流体速度场、空化相变特性及运动组件动力学特性随阀芯动作的动态衍变规律。另一方面，搭建了溢流阀性能试验台用于验证仿真模型的正确性。并基于代理模型技术构建了CFD模型输入输出之间映射关系的Kriging模型，极大提升了原模型的计算效率。将其应用于较大计算规模的模型评估，以此进行了启闭及流量特性参数对输入参数的全局灵敏度分析。最后，以结果指导产品研制过程的优化。结果表明：该型溢流阀的启闭过程连续、迅速且稳定，可有效保障系统安全。仿真得到的压力-流量结果与试验数据较为吻合，全周期内最大误差保持在5%以内。弹簧特性和位移限制位置对溢流阀的启闭特性产生较大影响，需要在研制过程进行重点关注。本文工作有助于深入理解微型插装溢流阀内部复杂流动机理，可对其研制过程形成理论指导，对其所处液压作动系统的运行可靠性和稳定性提升具有较为重要的价值。

航空发动机整机防结冰试验能力综述

作者： 胡应交     徐峰     杨志军   来源： 航空学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   防结冰试验   高空台   露天台  

描述： 结冰对航空发动机性能有重要影响，在发动机研制与验证过程中必须开展整机防结冰试验。简要说明了飞行试验所存在的问题以及开展地面整机结冰试验的原因与必要性。重点介绍了美国NASA、AEDC，俄罗斯CIAM

航空发动机叶尖间隙在线测量技术研究综述

作者： 段发阶   牛广越   周琦   傅骁   蒋佳佳   来源： 航空学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 叶尖间隙   航空发动机   在线测量   旋转叶片   传感器  

描述： 叶尖间隙是航空发动机设计和试验的关键参数，直接影响发动机的工作效率和运行安全。航空发动机叶尖间隙的实时在线监测已成为测试大纲中的必备项目。随着新型航空发动机的发展，叶尖间隙测量技术进一步成熟和深入

航空发动机角接触球轴承轴向力间接测量方法

作者： 杜建建   潘贤德   刘天一   来源： 航空学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   相似原理   轴向力   间接测量   角接触球轴承  

描述： 航空发动机角接触球轴承轴向力是发动机设计中的一个重要参数，明确实际轴向力大小及方向对于轴承的安全可靠应用至关重要。提出了一种基于相似原理和量纲分析的π定理进行关键影响参数分析，以获得角接触球轴承轴向

航空发动机篦齿-橡胶涂层机匣碰摩实验研究

作者： 马瑞贤   王鑫   王开明   李斌   廖明夫   王四季   来源： 航空学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   组合频率   橡胶涂层   振动特征   局部碰摩  

描述： 为了探明航空发动机增压级篦齿与橡胶涂层机匣碰摩引起的转静子振动特征，设计了转静局部碰摩实验器，测量和分析了不同转速碰摩过程中的转子振动位移、机匣与支座振动加速度、机匣与弹性支承应变和机匣温度等信号

航空发动机限寿件疲劳可靠度计算新方法

作者： 游令非   张建国   周霜   杜小松   来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   自更新   自适应重要抽样   主动学习   疲劳可靠性  

描述： 针对目前的航空发动机限寿件(Engine Life Limited Part, ELLP)疲劳可靠性分析中的小失效概率事件以及其极限状态函数具有较强非线性的特点，提出了一种具有自更新机制的半径外

基于非线性Wiener过程的航空发动机性能衰减建模与剩余寿命预测

作者： 王玺   胡昌华   任子强   熊薇   来源： 航空学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： Wiener过程   航空发动机   寿命预测   性能衰减建模   条件期望最大化  

描述： 基于非线性Wiener过程的航空发动机性能衰减建模与剩余寿命预测

航空发动机加力燃烧燃油控制系统主动容错控制

作者： 杭杰   李运华   杨丽曼   来源： 航空学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   内泄漏故障   传感器故障   非线性未知输入状态观测器   主动容错控制  

描述： 为提高航空发动机加力燃烧燃油控制系统的容错性和可靠性,针对同时存在非匹配扰动、传感器故障和内泄漏故障的燃油计量装置,本文提出一种新型自适应积分鲁棒主动容错控制策略。其中,基于自适应参数估计的非线性