航空发动机动叶积垢数值模拟研究

基于NASA公布的Stage 36叶型及进气道数据,利用DPM离散相对ash,CaCO3及Al2O3颗粒不同粒径、颗粒入射速度等条件对颗粒运动轨迹及叶片壁面颗粒沉积速率进行研究。颗粒直径增大、材料密度增加、低入射速度情况下将造成压气机叶片表面的颗粒物沉积速率逐渐加剧。叶片压力面区域相对于吸力面积垢沉积率较大,叶根区域相对于叶尖区域更容易产生积垢。

航空发动机内涵道污垢组分分析及积垢仿真研究

民用航空发动机在飞机飞行过程中,内涵道气路部件不可避免地会吸入空气中的污染物,在叶片表面和边缘形成污垢。为了分析附着的污染物成分,对国航的两架飞机发动机进行在翼清洗并收集废液,用扫描电镜和能谱仪对污垢完成组织形貌观察和成分分析,得到主要附着物的成分及粒径范围,为颗粒物的积垢仿真做基础。并通过仿真实验对颗粒物的入射速度和动叶转速对积垢的形成影响进行探索,获得颗粒物在叶片表面的沉积规律,为航空发动机在翼清洗打下理论基础。

燃料电池载重车振动研究及动力系统布置优化

以某燃料电池载重车为研究对象,建立了包括燃料电池、储氢罐、电动机及变速箱、动力电池和DC/DC(direct current to direct current)变换器等全部动力系统子结构在内的28自由度动力学模型,并结合实车道路测试进行了模型验证。通过动力学模拟和试验设计探究了动力系统子结构位置、悬置刚度和阻尼对驾驶室和燃料电池振动的影响。结果显示:驾驶室振动在2、4、9、12 Hz有明显的能量集中,除受到悬架偏频和簧下偏频的影响外,储氢罐位置和燃料电池位置分别对驾驶室2~4 Hz和9~12 Hz振动影响最大,燃料电池振动受其本身悬置刚度的影响最大,动力系统其他结构对上述振动也有一定影响。以动力系统安装空间与悬置变形量为约束,以动力系统位置、子结构悬置刚度和阻尼为优化变量,进行驾驶室多频率振动和燃料电池加速度均方根的多目标优化设计。优化结果表明:在不同车速下,驾驶室4~12 Hz振动均降低40%,燃料电池振动降低45%以上,驾驶舒适性和燃料电池振动安全性均得到显著提升。