三维内转式进气道双激波基准流场的设计方法

探索了一种三维内转式进气道基准流场的设计新思路,基准流场由特征线方法设计的曲面压缩系统组成,包含一道入射激波和一道末端激波,消除了激波在内通道的连续反射。通过数值模拟对该设计思路进行了验证,结果表明:该双激波轴对称基准流场,前缘激波和末端激波入射位置与设计吻合,末端激波入射在肩点且完全实现消波;特征线计算获取的外壁面马赫数分布和CFD结果吻合较好;经过设计,在喉部截面上流动参数比较均匀,总压恢复系数达到0.91;无粘条件下流线追踪进气道完全继承了基准流场的流动特征,流量捕获系数0.999,喉道总压恢复0.88,与同设计条件流线追踪Busemann进气道相当。

用双激波模型计算风扇/压气机非设计点的性能

根据现代高速风扇/压气机内激波波系的真实结构,将适用于预测高速叶型激波损失的双激波模型引入基于基元叶片特性的流线曲率法程序,发展了一种用于预估高速风扇/压气机非设计点性能的方法。该双激波模型考虑了来流马赫数和攻角变化,较真实地反映了高马赫数风扇/压气机的实际工作状况,扩展预测风扇/压气机非设计点性能的能力。利用该模型,本文分别对一台叶尖马赫数达到1.4的大涵道比风扇和一台叶尖马赫数高达1.5的三级风扇的非设计点性能进行了计算,计算结果与试验结果保持了较高的吻合性。

基于改进的响应面法的双激波套筒活齿传动接触疲劳强度模糊可靠性分析

为提升双激波套筒活齿传动接触疲劳模糊可靠性分析的计算效率和精度,提出一种改进的响应面法。基于模糊理论,将智能算法与可靠性分析方法相结合,利用蒙特卡罗法抽取样本,经网络训练,建立改进的响应面法模型。利用应力-强度干涉理论,以活齿传动的输入力矩、弹性模量、泊松比、工作齿长为输入随机变量,啮合副的接触强度为输入模糊变量,建立干涉可靠性模型。通过不同方法分别进行模糊可靠性分析,得出各自响应结果的分布特征和可靠度。对比表明:改进的响应面法,在计算效率和精度方面都有所提高。

双激波套筒活齿传动的接触应力分析及其优化

双激波套筒活齿传动结构中的活齿是关键且容易失效的零件,活齿的接触应力分析对于提高机构承载能力及使用寿命具有重要意义。通过数值法对活齿接触表面压力及次表面应力场分布进行求解,结果显示接触应力会出现奇异和应力集中的问题,严重影响了传动机构的传动性能。应用对数母线修形法与遗传优化算法对套筒活齿的结构进行优化设计,结果表明,该方法能够有效改善活齿接触应力奇异和应力集中现象。研究结果能为双激波套筒活齿传动和线接触类零件的结构设计及优化提供理论指导。

双激波套筒活齿传动齿形综合及非线性力学性能研究

根据双激波套筒活齿结构和传动原理,推导出中心轮工作齿廓。以中心轮工作齿廓不发生干涉为前提,建立结构参数的取值联系。考虑啮合副载荷与变形之间的非线性关系和活齿空心度对变形的影响,建立啮合副非线性力学模型,分析啮合力变化规律及其影响因素。针对啮合副为有限长线接触啮合,建立非Hertz接触分析模型,应用数值法求解啮合副的有效接触区和接触应力,分析啮合副的接触疲劳强度和柱销的弯曲疲劳强度。结果表明,结构参数取值联系和啮合力影响因素可为双激波套筒活齿传动设计提供参考;采用计入空心度的非线性力学模型和非Hertz接触模型,可减少线弹性和Hertz理论简化处理产生的误差,使强度计算更加符合实际。

Riemann问题基于双激波近似的激波捕捉格式

Riem ann问题迭代求解的计算量很大 ,为了提高效率 ,减小计算量 ,提出一种 Riemann问题的近似解法。把Riem ann问题中的膨胀波看成是“膨胀激波”,认为左右状态之间存在由两个激波围成的相似解区域。该方法的优点是保留了 Riem ann问题的非线性特征 ,且保证左右波之间的自相似解区域的熵不减少。该方法在一维及多维无粘可压缩流动求解中取得了较好的结果。

多级轴流风扇/压气机非设计点性能计算方法

为更好反映现代轴流风扇内部流动特征,将适合于高马赫数来流的双激波模型引入基元叶栅法,发展了一种多级轴流风扇、压气机非设计点性能计算方法。该方法通过引入雷诺数修正,考虑了雷诺数对风扇/压气机性能的影响,并使最大静压升系数法可在宽广雷诺数变化范围内预测风扇/压气机稳定边界。该方法灵活、可靠,并经过高压压气机、跨声速风扇及大涵道比风扇/增压级等典型的压气机试验结果验证,既可用于多级轴流风扇/压气机非设计点性能计算,又可发展成为高空低雷诺数条件下高性能风扇/压气机设计和研究的重要工具,有着广泛的工程应用前景。