航空发动机整机周向平均稳态仿真方法

作者： 金东海   梁栋   刘晓恒   张健成   王森   周成华   戴宇辰   桂幸民   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   周向平均   建模   准三维   整机仿真  

描述： 自主发展了基于周向平均方法的航空发动机整机准三维数值仿真方法。基于Navier-Stokes方程，推导了周向平均的准三维通流模型控制方程，针对方程源项传统模型的不足，提出了考虑叶型影响的无黏叶片力模型、基于机器学习的压气机展向分布损失模型和基于理论分析的周向不均匀性模型等，并完成了燃烧室的准三维建模，最终实现了航空发动机整机准三维稳态仿真。利用本文发展的整机周向平均稳态准三维仿真程序CAM完成了WP11涡喷发动机整机仿真，并与俄罗斯S2程序AES-S2的仿真结果进行了对比分析。结果表明，相比于俄罗斯S2程序AES-S2，所发展的周向平均准三维仿真程序CAM仿真精度更高，在WP11整机准三维仿真的设计点计算结果对比中，CAM计算的涡轮流量的误差比AES-S2的计算误差小8%以上，发动机推力误差小16%以上；收敛性更好，CAM计算的涡轮流量的振幅比AES-S2的计算结果的振幅小10%以上，CAM计算的发动机推力的振幅比AES-S2的计算结果的振幅小20%以上。

航空发动机转/静子加筋调频设计方法

作者： 范雨   钱鑫   吴亚光   陈璐璐   张辉   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 频率优化   加筋结构   耦合振动   共振裕度   结构设计   有限元  

描述： 为了解决转子叶片/叶鼓系统与静子在模态频率接近且具有相同节径数时可能发生的流致转静子耦合振动问题，提出了一种基于位移与应变能密度分布的正向加筋调频设计方法，为结构调频设计提供了理论依据。该方法适用于有限元模型，且通过一次模态计算即可初步判断加筋区域，显著缩短设计周期。以提高安全工作裕度为目标，使用该方法对某型发动机增压级转/静子进行加筋调频设计，并探究了加强筋的结构参数对转/静子模态特性的影响。通过加筋设计，该型增压级转/静子危险模态下的共振裕度从3.47%提高到10.56%。该方法具有良好的通用性，同样适用于其他型号发动机的结构加筋调频设计。

航空面齿轮磨削碟形砂轮修整方法及误差分析

作者： 王延忠   钟扬   侯良威   兰州   赵洪铺   来源： 航空动力学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 砂轮修整   误差补偿   渐开线   面齿轮   误差分析  

描述： 根据面齿轮专用磨齿机的机械结构,提出了偏置曲线修整方法,设计了砂轮修整装置,并运用VERICUT软件进行修整加工仿真.推导了含各类修整误差情况下面齿轮的齿面方程表达式,并运用MATLAB软件生成了齿面误差云图,为修整过程的误差补偿提供了理论参考.最后进行了磨削及检测试验,将检测结果与误差云图对比,分析可能产生这种误差的原因,并在修整过程中进行误差补偿,使齿面最大法向误差值减少了31.14%,面齿轮齿形精度得到了提高.

基于改进蚁群算法航空电缆路径规划

作者： 杨禹成   卢洪义   章斌   桑豆豆   刘舜   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 蚁群算法   遗传变异   航空电缆布局   启发函数   路径规划  

描述： 针对航空电缆在布局空间安装中存在的可靠性差，效率低和成本高等问题，提出了一种基于改进蚁群算法的航空电缆布局路径规划优化方法。对布线安装空间进行栅格化处理，通过分析航空布线要求与约束条件，对待布线安装空间进行模拟真实环境建模，获得的建模空间用于航空电缆的二维布线路径优化。采用了向终点方向引导的转移规则，并增加转弯拐角惩罚因子，来改进启发函数，减少了路径搜索的盲目性，提高了规划路径平滑度；采用一种自适应调整方式的信息素挥发因子，提高算法的搜索效率和后期收敛速度；引入了遗传变异，避免算法陷入局部最优。在仿真实验中，将所提出的方法与其他算法进行了对比分析并表明：应用该算法优化后总体电缆的路径布局电缆路径明显减少、即电缆长度用量减少；拐点数明显减少、即电缆电器性能变好，能够提供航空发动机系统的稳定性。验证了该算法的可行性和有效性。

航空活塞发动机的层次熵权性能评价方法

作者： 徐劲松     陈科中     刘保含   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 熵权法   层次分析法   BP神经网络   航空活塞发动机   GA   性能衰退  

描述： 针对航空活塞发动机多目标、多准则的性能评价问题，采用层次分析法和熵权法将其转化为单目标、多层次的评价，建立不同工况下的性能指标、权重分配和评价体系。用遗传算法BP(back propagation

航空发动机参数不确定模型辨识方法

作者： 白杰   刘帅   王伟   来源： 航空动力学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 模型辨识   发动机线性模型   非线性规划   模型偏差   参数不确定模型  

描述： 参数不确定模型仿真结果进行比较,结果表明油门杆角度变化小于22%时,参数不确定模型与实际发动机状态的偏差量较小,能够在1%误差范围内模拟实际发动机状态。

航空发动机低压转子系统的动力学相似设计方法

作者： 缪辉   臧朝平   来源： 航空动力学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 转子系统   相似关系   模型试验   模型修正   动力学相似   相似准则  

描述： 提出了航空发动机转子系统动力学相似设计方法,以便采用模型替代实际结构对其动力学特性进行研究。基于转子系统的动力学等效原则,通过动力学优化方法建立全尺寸原型的相似等效模型。综合采用方程分析和量纲分析推导转子系统的动力学相似准则,并根据转子设计参数的相似关系建立相似等效模型的缩比模型。基于模型修正方法对三维设计模型的相似误差进行修正,得到预测精度较高的动力学相似模型。以双转子发动机低压转子试验模型的动力学相似设计为例,通过有限元仿真对动力学相似设计方法的有效性进行了验证。结果表明:在设计转速范围内,通过该方法得到的动力学相似模型能够有效预测全尺寸原型的临界转速和不平衡响应,前三阶临界转速的相似误差分别为3.09%、1.75%和0.31%,对应振型的相关性均大于0.93。该方法具有较高的实用价值,可为发动机整机动力学相似设计提供参考。

航空发动机整机性能仿真中的功率平衡方法

作者： 徐全勇   吴锋   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 性能求解   涡轮发动机   三维整机仿真   功率平衡   多场耦合  

描述： 提出了一种在CFD三维整机仿真中实现功率平衡的计算方法。推导确定了决定平衡关系的关键变量：涡轮前温度与物理转速。提出了基于稳态流场和功率经验关系实现功率平衡的数值迭代方法。本文将该迭代方法与CFD三维求解耦合，发展了一种可用于三维整机CFD耦合仿真的功率平衡计算方法。采用该功率平衡计算方法对MTJ-80涡喷发动机开展了三维整机CFD数值计算，实现了整机性能三维仿真与控制规律的耦合和预测。在控制燃油量不变的条件下，通过转速迭代可以实现压气机和涡轮的功率差小于0.1%，可以预测固定燃油供给量条件下所能达到的稳态运转转速。在控制转速不变的条件下，通过调节燃油量实现压气机和涡轮的功率差小于0.15%，可以预测固定转速条件下的燃油流量。数据验证结果表明：该功率平很给计算方法可以与CFD三维整机计算耦合，并且具有很强的收敛性，解决了以往整机三维性能仿真过程中的功率不平衡问题。

航空发动机弹支-测力环双向轴向力测试方法

作者： 李洪美   欧阳运芳   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 双向轴向力测试   标定试验   推力轴承   测力环   弹支  

描述： 为满足某型航空发动机三支点推力轴承轴向力测试要求，提出了弹支轴向力传感器和测力环并行测量方法和双向轴向力组合标定方法，给出了弹支轴向力传感器测量原理，开展了弹支轴向力标定仿真分析和试验研究，给出了中央传动齿轮箱（IGB）和棒轴承对标定结果的影响，并与发动机测力环测试结果进行了对比，研究表明：弹支轴向力传感器输出受安装位置和对象影响较大，有未装配IGB和棒轴承的标定数据偏差分别可达73.4%和17.8%，按发动机实际装配关系进行标定组件装配才能提高测量精度。发动机实测结果表明：弹支轴向力传感器多通道全桥取均值的测量方法和测力环轴向力数据趋势一致，由此验证提出的双向弹支轴向力测试方法具有很高的工程应用价值。

畸变条件下航空发动机喘振/失速适航符合性方法

作者： 郭重佳   傅文广   孙鹏   白杰   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 进气畸变   喘振/失速特性   适航   民用涡扇发动机   符合性方法  

描述： 为研究畸变条件下航空发动机对喘振/失速特性适航条款的符合性验证方法，将用于发动机稳定性评定的畸变试验方法应用于适航领域。以某型大涵道比涡扇发动机为研究对象，采用数值模拟方法研究了其在0°～30°迎角条件下的部件特性，并依据所得畸变图谱设计了不同结构的畸变发生器。结果表明：所设计的畸变发生器可以在一定程度上较好地模拟出不同迎角工况的畸变图谱、风扇的气动特性及流场特征，喘振裕度最大偏差4.32%。总结出发动机喘振裕度与不同迎角和畸变发生器之间的变化关系，用以确定适航条款要求的稳定工作范围。依据中国民用航空规章，发展了一种进气畸变条件下航空发动机喘振/失速特性符合性验证方法，并明确了其在型号合格审定过程的任务阶段。