大子午扩张涡轮过渡段的子午型线

在低压涡轮导叶设计中采用三种不同前掠叶型,与原子午型线匹配具有不同分离程度,提出两种子午型线设计方法,采用N-S方程全三维CFD软件对每种方法的多个方案与各种叶型匹配情况下进行数值模拟;研究了大子午扩张涡轮过渡段在不同分离情况下的子午型线优化设计特点。结果表明,通过优化子午型线能够明显提高气动性能,并针对不同分离程度,其提高的限度不同,其子午型线设计的特点也有所不同。

大子午扩张涡轮的过渡段分离控制设计

在现代高性能的航空涡扇发动机设计中,为了提高经济性,采用较大涵道比,导致风扇高度增加较大,高低压涡轮转速差距较大,高低压过渡段采用大子午扩张型线结构,给低压涡轮及过渡段气动设计带来较大的困难。针对此类涡轮设计要求的特点,采用了两种设计方式对原型进行改型,并对两种改型方案进行了数值模拟,从而研究如何控制此类低压涡轮过渡段分离,提高其气动性能。研究表明,采用两种方法都能够有效的改善流动和降低损失,相比之下,前掠宽弦方案更佳。

大子午扩张涡轮的前掠宽弦叶型数值研究

在涡扇发动机的设计中,高低压涡轮过渡段处多采用较大子午扩张的结构,此结构给低压涡轮设计带来了难度。对采用前掠宽弦重新设计的低压涡轮进行了3D数值模拟,并研究了此种叶型在低压涡轮特殊结构下对气动性能的影响。结果表明:针对大子午扩张结构的低压涡轮,采用此设计能够非常有效地控制前部流动,也能降低后部流道内损失。

支板对大子午扩张涡轮流动损失的影响

大子午扩张涡轮的端壁流动损失较大,采用前掠宽弦叶型能够大大降低端壁的流动损失,但对支板的气动设计带来了较大难度。通过采用新的支板与导向器位置布局对支板进行设计,对不带支板的前掠宽弦涡轮导向器和带支板的前掠宽弦涡轮导向器进行流动和损失对比分析。探讨了支板对采用前掠宽弦叶型的大子午扩张涡轮导向器流动损失的影响。研究表明:支板的加入只对支板两侧流道产生影响,损失的差异主要集中在支板吸力侧流道的支板吸力面和支板压力侧流道的叶片吸力面区域。且因径向压力梯度,涡系的径向运动剧烈。

大子午扩张涡轮的S1优化设计初步研究

大子午扩张涡轮具有外壁侧易分离的特点,通过对优化根部、中部和顶部S1型线所得改型和原型共4个方案的数值模拟与对比分析,研究了大子午扩张涡轮的S1型线优化设计特点。结果表明:此类涡轮流动控制的重点在顶部栅前来流条件和出口根部附面层分离径向迁移,采用根部优化能够很好地控制两个因素,采用中部优化只能从顶部来流条件进行控制,顶部优化效果不明显。

换热系数准则式在燃气涡轮耦合计算中的应用

为节省涡轮叶栅气热耦合数值模拟时间及提高计算结果准确度,将应用较为广泛的迪图斯-贝尔特和格尼林斯基管内对流换热系数准则式应用于NASA-MarkII高压燃气气冷涡轮叶栅气热耦合换热计算中,换热系数准则式引入温度差和入口效应等考虑涡轮内冷腔几何及工况的修正因子.采用商用软件CFX11.0的不同湍流模型进行数值模拟计算,计算结果表明,在气冷涡轮叶片的冷却通道、冷却孔等位置,采用经过修正的对流换热系数实验准则式能够得出与实验结果较为吻合的计算结果.准则式的应用,省略了冷却通道流体域求解过程,避免了湍流模型对冷却通道流体的计算误差和冷却通道湍流特性边界条件不确切给定带来的结果误差.

边界元法在气冷涡轮叶栅气热耦合计算中的应用

将边界元计算方法应用到三维N-S方程求解程序中,流体部分采用有限差分法求解N-S方程,边界元法求解固体区域热传导方程。开发气热耦合计算程序对NASA-MarkII高压气冷涡轮叶栅热环境进行气热耦合分析。利用边界元法特有的优势(降维、解析与离散相结合的特点),避免了固体区域的网格生成和内部节点求解工作,提高了计算精度。结果表明,耦合计算程序能够高效、准确求解多场的气热耦合问题,计算结果与实验结果吻合的较好,二者平均误差为3%。

气膜冷却涡轮数值仿真技术进展

随着航空发动机性能的不断提高,高压涡轮进口燃气温度不断提升,远远超过了金属许用温度。为了安全运行,需要对涡轮进行冷却。由于气膜冷却具有冷却效率高、易于实现等优点,在航空发动机中得到了广泛的应用。但由于用于气膜冷却的空气流量大、且与主流掺混过程复杂,如何准确模拟冷气与主流的掺混是气冷涡轮的设计关键。本文对气膜冷却涡轮仿真采用的冷气喷射源项法和真实气膜孔仿真方法的国内外发展及现状进行了阐述,总结了两种方法的优缺点和工程应用情况,并从工程应用角度对下一步的研究方向提出了建议。

非轴对称端壁技术的应用及发展

非轴对称端壁技术作为一项先进的航空涡轮设计技术,能够有效地降低涡轮通道二次流损失,提高涡轮效率。国外对非轴对称端壁技术进行了大量的机理研究和试验验证,并将其应用于先进航空发动机的涡轮设计。本文介绍了国外非轴对称端壁技术的发展现状和特点,总结并分析了非轴对称端壁技术的发展趋势。

紧凑式多功能低压涡轮导向器设计

在某涡扇发动机结构优化中,为满足总体结构和机械系统的要求,采用了兼具支板功能的紧凑式低压涡轮导向器设计方案。在完成常规涡轮设计的基础上,通过子午流道设计和大叶片设计及数值仿真,对导向器内的流动进行了细致而有效的控制,并对其进行了三轮优化设计和流场分析。结果表明,该优化设计方案在满足结构设计要求的同时保持了良好的气动性能,具有明显的先进性,并在发动机整机试验中取得了良好效果,可推广到其它发动机研制和改型设计中。

激光增材制造技术在涡轮叶片中的应用

基于激光增材制造技术可快速、精确地制造出任意复杂形状零件的特点,以带复杂冷却内腔结构的航空发动机涡轮叶片为研究对象,对激光增材制造技术在涡轮叶片制备过程中的工程应用特点和难点进行了研究,并提出相应解决措施。研究结果显示,激光增材制造技术在降低零件制造成本和减少零件交货周期方面具有显著优势,但在材料力学性能、表面粗糙度、位置及型面公差、气膜孔收缩率及机械加工定位点等方面依然存在挑战。

高压级涡轮的气动优化设计改型

蒸汽轮机高压级涡轮多为低展弦比直叶型设计,此类涡轮的二次流损失占整个流动损失的比重较大,现在的设计技术能够较好地设计出优秀的S1面叶型,但较难把握全三维的二次流损失。文中通过对单级某高压级涡轮导叶的优化设计改型,得到了较好的控制二次流损失的全三维直叶型。结果表明:最优全三维直叶型不是最优S1面叶型,二次流损失在流动中比重较大,设计中不容忽视;采用优化设计的方法,能够非常有效地提供最优直叶型,缩短设计周期。

Numerical investigation on bowed blades of large meridional expansion Turbine

To improve the performance of the Turbofan engine,several measures should be considered during design process.Such measures,relating to aerodynamic characteristic design,include the maximum enthalpy per stage,the shortest axial length,the minimum blade rows and the highest efficient in design and off design condition.To satisfy theses design characters,the meridian geometry of the engine will be excurvature at a high degree transition part between HP and LP turbines.The study is to investigate the effect of blade bowing on flow loss at blade tip and root of the type of turbine.Such turbine,tending towards separation,with severe secondary flow at the tip and strong radial flow at exit,was simulated by the 3D N-S solver Numerca,and there were several different stacking line bowing schemes in all.The results show that tip negative bowing and root positive bowing is able to weaken radial flow,consequently reduce the flow loss at the tip and root.

大子午扩张涡轮导向器栅内流动控制研究

大子午扩张跨音涡轮具有外端壁栅道前附面层偏厚和内端壁栅道内激波附面层干扰分离严重的特点,从而导致导向器栅道内流动损失偏高。采用全三维黏性N-S方程对优化设计获得的先进导向器叶型和原型进行了级环境的数值仿真,并对比分析了通过多截面S1型线联合设计改善栅道内全三维流动的控制机理。结果表明:采用根部缩放型线和中上部收缩型线能够改善大子午扩张跨音涡轮导向器栅道内流动,此种S1流面设计能减薄外壁侧来流附面层,并减弱甚至消除根部出口激波附面层干扰以及分离的径向掺混。

基于IMS的云视讯平台方案应用研究

随着多媒体技术以及视频会议技术的不断发展,基于H.323协议的传统视频系统越来越不能满足业务发展的需要,为满足政企客户视频会议业务需求,云视讯已成为通信运营商的重要建设内容。通过分析云视讯平台需求及特点,并结合国内通信运营商现网IMS网络对云视讯平台方案应用进行了研究,将视频会议系统与通信运营商的IMS网络有效融合,为用户提供全方位的云视讯平台建设方案,提升融合通信解决能力。

高压涡轮导向器非轴对称端壁设计

为进一步降低高性能涡轮端壁二次损失,根据其内端壁二次流形成和发展机理,提出一种基于多段三角函数的非轴对称端壁正交造型方法。根据此造型方法,通过优化的方式对高压涡轮导向器进行了三维端壁设计,并对此具有工程约束的寻优设计结果进行了全三维N-S方程数值模拟,分析和讨论了采用的非轴对称端壁造型方法对二次流损失的影响。结果表明:采用多段三角函数的非轴对称端壁正交造型方法,能有效控制马蹄涡压力侧分支的流动和通道涡的形成,并能有效降低高压涡轮导向器的端壁二次流损失。

连续纤维增韧陶瓷基复合材料的发展及在航空发动机上的应用

介绍了连续纤维增韧陶瓷基复合材料的结构组成以及陶瓷基体材料、增强体纤维、界面层的发展情况,概述了连续纤维增韧陶瓷基复合材料在国内外航空发动机热端部件上的应用。从工程运用角度,探讨了连续纤维增韧陶瓷基复合材料工程化运用面临的问题及解决措施。结合我国航空发动机的发展需求及连续纤维增韧陶瓷基复合材料研究、应用现状,提出了加快连续纤维增韧陶瓷基复合材料研究及工程化应用的建议。

打造高效初中体育课堂之路径

在当前所兴起的新素质教育模式下,对初中体育的教学也提出了更高的要求,不再将体育课娱乐化,要打造高效、贴合学生实际情况的体育课,能够有效提升学生身体素质的体育课。但在体育教学工作中,仍存在诸多问题,基于此,本文从加深层次化体育教学、加强合作化体育学习以及开展信息化体育教学等三方面深入,得出相关结论,以供参考。

水泥混凝土路面病害及快速修复技术浅谈

对于一些道路来说,其构成基础主要就是水泥混凝土,尤其是在各个大城市在这种是及其普遍的。这种道路的优点还是非常多的,因此得到了各个国家的多数认同。但是由于超载车辆、施工等原因导致水泥混凝土路面病害较多;致使其无法进行正常的使用。所以,本文旨在对实际生活中一些能够对该类路面造成伤害的原因进行探究性分析。

气冷涡轮叶片振动特性分析

研究了某种材料的气冷涡轮叶片的自由模态以及在离心力场作用下的模态,分别得到两种因素下的叶片振型图,并绘出了该转速范围下的坎贝尔图。研究发现离心力场对涡轮叶片的影响较小,但两种因素下均出现了相同的危险振型,同时找到了叶片在实际工作中可能会产生共振的转速范围。所得结论对航空发动机叶片的设计具有一定的工程应用价值。