航空发动机限寿件高效失效概率算法研究综述

作者： 李果   刘俊博   周惠敏   丁水汀   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   蒙特卡洛方法   高效失效概率算法   寿命限制件   高能转子轮盘   数值积分算法   概率失效风险评估  

描述： 综述了为提高失效概率计算效率的研究成果，包括基于抽样的高效失效概率算法和基于积分的高效失效概率算法。其中，基于抽样的高效失效概率算法在传统蒙特卡洛模拟方法的基础上，通过重要性抽样方法在失效域抽样、最优抽样技术优化分区样本量、分区细化技术减少分区数量，从而减少蒙特卡洛模拟样本量。另外，基于积分的高效失效概率算法通过建立N次飞行循环与初始循环（N=0）随机变量空间的映射关系，解决了时变失效区域中概率密度函数难以求解的困难。在与蒙特卡洛相对误差小于5%条件下，积分算法时间成本降低了数十倍。

航空动力系统整机多学科设计优化方法

作者： 尹泽勇   米栋   张立章   闫成   吴沛   钱正明   罗钜   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 多学科设计优化(MDO)   航空动力系统   直升机传动系统   整机优化   整机验证  

描述： 针对航空动力系统整机设计优化中存在的计算规模庞大、耦合关系复杂、学科冲突尖锐、实现过程困难等问题，从系统分解、系统建模和系统求解3个方面，发展并应用了高精度代理模型、高效优化策略和智能多目标优化算法等多类先进技术，并建立了基于多学科设计优化(MDO)的航空动力系统整机设计方法。分别以涡轴发动机、涡扇发动机、涡喷发动机、直升机传动系统主减速器主传动链为对象开展了航空动力系统整机MDO工程应用研究，并针对涡喷发动机进行了优化后压气机性能和强度试验验证以及整机试验验证。研究表明：航空动力系统整机MDO能够有效释放设计潜能，显著提高产品综合性能，大幅缩短研制周期，其工程应用前景十分广阔，将变革航空动力系统设计及研发工作。

航空并联混合动力专用涡扇发动机快速设计方法

作者： 刘光璧   王步宇   王向阳   帅石金   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 能量利用   稳态性能   涡扇发动机   并联混合动力系统   快速设计  

描述： 为解决航空并联混合动力系统直接使用传统涡扇发动机时存在的发动机效率下降与低压压气机喘振问题，提出了一种通过流量预测确定涵道比的并联混合动力专用涡扇发动机快速设计方法，使用航空发动机性能仿真软件PROOSIS搭建了并联混合动力涡扇发动机模型，对发动机设计结果进行了性能评估与能量利用分析。研究表明，在与基准发动机相同的涡轮前总温限制下，设计结果能够满足推力需求。与在并联混合动力系统中使用基准发动机相比，使用设计的专用发动机时的油耗、能耗、低压压气机防喘振性能明显更优。由于能量利用历程不同，发动机的外涵道电能利用率远高于内涵道电能利用率和燃油利用率，这是并联混合动力涡扇发动机节能的根本原因。

基于航空发动机工况的叶尖间隙智能预测方法

作者： 杨阳   张建超   项洋   陆海鹰   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 叶尖间隙   特征提取   机器学习   零维仿真   空气系统  

描述： 在实际工程中保持航空发动机高效运行的有效措施之一是应用叶尖间隙主动控制技术，其前提是建立精确的叶尖间隙模型以实现叶尖间隙预测。建立叶尖间隙的简化物理模型和数学模型，将叶尖间隙计算转化为热变形与传热问题，通过机器学习模型对发动机工况参数进行特征提取，利用有效特征求解传热问题的边界，从而实现基于发动机工况参数快速预测实时叶尖间隙。机器学习模型的十折交叉验证集的平均准确率为98.9%，叶尖间隙模型的验证误差为4.3%，得到了不同工况下的叶尖间隙计算结果和冷气流量大小变化规律，计算耗时小于0.03s。

航空发动机叶片三坐标测量优化采样方法

作者： 张现东   卜昆   董一巍   来源： 航空动力学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 优化采样   弧长   三坐标测量   曲率   叶片  

描述： 针对航空发动机叶片三坐标检测测量效率低的问题,提出了一种适用于翼型曲面三坐标测量优化采样算法。基于杠杆平衡系统,对现有采样算法做了统一的数学描述;并通过引入挠率信息,使得曲率-弧长采样算法适用于空间曲线,并在此基础上研究了基于前、后缘线选取叶片被测截面的算法;研究了弧长分量与曲率分量的比例系数的优化方法。最后,对多个叶片模型进行采样实验,计算重构误差并与等参数采样、等弧长采样、曲率采样、等弦公差采样、加权曲率采样算法对比,结果表明优化采样算法精度提高11.2%以上,与等步长采样方法对比,测点数减少92.3%。

考虑多工况性能可靠性的航空发动机循环设计方法

作者： 曹大录   白广忱   吕晶薇   肖翼   来源： 航空动力学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   分布式协同响应面法   循环设计   总体性能   可靠性   非劣解集  

描述： 为实现航空发动机总体性能设计方法由传统的确定性设计向不确定性概率设计转变,提出基于分布式协同响应面法思想的航空发动机多工况性能可靠性循环优化设计方法:建立了引入非确定性部件性能的航空发动机性能仿真

基于任务段的航空发动机载荷谱聚类方法

作者： 杜宇飞   孙志刚   陆琪   宋迎东   来源： 航空动力学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 聚类散点图   飞行任务剖面   航空发动机载荷谱   任务段   聚类分析  

描述： 纲飞行高度为0.2～1.2、飞行马赫数为0.6～1.0区间内最为集中;针对散点密集区域,可依据剖面特征进一步划分剖面类型;不同剖面间,飞行高度与飞行马赫数差异性强,利于剖面划分,而法向过载与转速差异性小,不利于剖面的划分。所提出的方法可以快速有效的对航空发动机飞行任务剖面进行聚类分析。

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

航空发动机卡箍装配应力试验与装配参数控制方法

作者： 刘中华   贾铎   王鑫   刘鑫   高东武   来源： 航空动力学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 控制方法   装配应力   卡箍   分散度   拧紧力矩   加载次数  

描述： 通过理论公式推导分析影响卡箍装配应力的主要参数,并通过试验方法对影响卡箍装配应力的因素进行了系统分析与研究,以3种规格、每种规格5个样本的卡箍作为试验对象,测试并统计分析螺栓拧紧力矩值、加载次数、装配方法对卡箍的应力影响规律。研究结果表明:靠近螺栓孔的卡箍表面为应力集中位置,卡箍随加载次数的增多应力呈降低趋势,但重复加载次数不宜过多,会导致卡箍局部较大的变形和磨损,增加2 mm垫片的方法对降低卡箍应力水平的效果最好,下降率可达46.8%;相比之下,限制卡箍位移后加载的方法应力下降率约为3.64%,而加载后校正的方法应力下降率约为2.86%。

航空发动机卡箍装配应力试验与装配参数控制方法

作者： 刘中华   贾铎   王鑫   刘鑫   高东武   来源： 航空动力学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 控制方法   装配应力   卡箍   分散度   拧紧力矩   加载次数  

描述： 通过理论公式推导分析影响卡箍装配应力的主要参数,并通过试验方法对影响卡箍装配应力的因素进行了系统分析与研究,以3种规格、每种规格5个样本的卡箍作为试验对象,测试并统计分析螺栓拧紧力矩值、加载次数、装配方法对卡箍的应力影响规律。研究结果表明:靠近螺栓孔的卡箍表面为应力集中位置,卡箍随加载次数的增多应力呈降低趋势,但重复加载次数不宜过多,会导致卡箍局部较大的变形和磨损,增加2 mm垫片的方法对降低卡箍应力水平的效果最好,下降率可达46.8%;相比之下,限制卡箍位移后加载的方法应力下降率约为3.64%,而加载后校正的方法应力下降率约为2.86%。