孔排布方式对多斜孔壁火焰筒传热特性影响的数值研究

为了探寻高效的冷却技术,将多斜孔壁冷却结构应用于燃烧室火焰筒中,在实际工作条件下,对三种孔排布方式的火焰筒冷却特性进行了数值模拟。研究了斜排孔阵的周向偏移量H相对周向孔间距p的变化(模型A:H/p=0.2;模型B:H/p=0.4;模型C:H/p=0.5)对冷却特性的影响。计算结果表明,在燃烧室进口条件相同时,H/p的变化对总冷却用气量的影响很小,但对火焰筒的传热特性有明显影响,模型C的冷却效果优于模型A和B,并且火焰筒出口的温度分布不均匀系数ε较小。

飞机铆钉孔排布及孔边裂纹对2024-T3铝合金剩余强度的影响

基于数字图像相关技术,研究了老龄飞机机身外蒙皮含铆钉孔和裂纹的2024-T3铝合金板材剩余强度性能。首先,通过拉伸实验研究了铆钉孔行距和列距对剩余强度的影响;其次,预制了4类裂纹,模拟飞机蒙皮多部位损伤现象,分析了其方向变化对含交错孔试样剩余强度影响,并进一步对裂纹扩展路径进行了讨论;最后,对净截面屈服准则进行了修正。结果表明:剩余强度随着铆钉孔列距的增加而增大。当列距一定时,试样剩余强度随行距的增大而升高,当行距大于32 mm时,剩余强度出现下降趋势。修正后的净截面屈服准则可以较好地预测含多部位损伤交错孔结构的剩余强度值,预测误差在8%以内。

射流孔排布对射流表面减阻性能的影响

基于单孔射流特性,建立射流孔排布方式的计算模型,利用SST k-ω湍流模型对射流表面不同射流孔排布情况下的减阻特性进行数值模拟,分析射流表面射流孔排布对壁面黏性阻力和减阻率的影响,得到最大减阻率为33.65%,并对数值计算模型进行了实验验证。通过分析射流表面壁面边界层剪应力、壁面压应力、流场速度及射流孔下游区域产生的漩涡运动特性及分布规律,得知射流表面射流孔排布能够对壁面边界层进行有效的控制,并揭示了射流表面的减阻机理。

综合考虑开启力和泄漏率的机械密封端面椭圆微孔排布评价

在机械密封端面排布不同方向角的椭圆形微孔,对开启力和泄漏率的影响规律不一致,而且在不同工况下,设计者对开启力和泄漏率的需求也不一样,所以应采用双目标评价模型客观评价微孔排布对密封性能的影响。基于Fluent多相流空化模型,建立不同微孔排布方式时的密封间隙流体的三维数值计算模型,研究不同工况下的微孔排布方式对泄漏率和开启力2个密封性能参数的影响,并分别对泄漏率和开启力进行单目标评分;采用加权平均的方法,构造泄漏率和开启力为目标的双目标评价模型,并分析得到不同权重下微孔的最佳排布方式。结果表明:微孔排布方式对泄漏量和开启力的影响规律不一致,泄漏率随着内径侧P型微孔(方向角为45°微孔)数目增加而减小,开启力则在5N5P(即外径侧排布有5个方向角为-45°的N型微孔,内径侧排布有5个P型微孔)排布时取得极大值;综合考虑不同方向角的椭圆形微孔排布对开启力和泄漏率的影响,获得最佳排布方式在5N5P和0N10P之间,较高转速和低压差时,内径侧P型孔数可以偏少,高压差或者设计者更看重泄漏率时,内径侧P型孔数应该偏多。

孔的排布方式对孔型阻尼密封泄漏特性和动力学性能影响研究

为揭示孔的排布方式对孔型阻尼密封性能的影响规律以及探究最佳排布方式,基于多频椭圆轨迹涡动模型非定常计算流体力学摄动数值方法,研究了不同孔径、孔排布方式下孔型阻尼密封的泄漏特性和动力学性能。采用孔型阻尼密封试件试验数据,验证了数值方法的可靠性和准确性,通过计算分析了不同孔径(3.175、12.268 mm)、孔排布方式(轴向顺排、周向顺排)、进口预旋(0、0.5)对孔型阻尼密封的泄漏量、动力特性系数和腔室动态压力的影响规律。数值结果表明:大孔径孔型阻尼密封动力学性能较优,具有较高的有效阻尼和较低的穿越频率,但封严性能较差,对应的泄漏量增加了6%~10%;小孔径孔型阻尼密封的泄漏特性和动力学性能对孔的排布方式不敏感,泄漏量偏差小于0.5%,动力特性系数偏差小于7%;对于大孔径孔型阻尼密封,采用周向顺排的方式可获得更好的封严性能以及更优的动力学性能,泄漏量可降低4%,有效阻尼的穿越频率也得到显著减小。该研究可为孔型阻尼密封的设计提供参考。

二次阳极氧化方法制备有序多孔氧化铝膜

通过二次阳极氧化方法制备多孔氧化铝膜与一次阳极氧化方法制备多孔氧化铝膜孔排布规律性的对比 ,结果发现 ,二次阳极氧化方法制取的多孔氧化铝膜孔排布规律性明显好于一次阳极氧化法制取的多孔膜 .在几个微米范围内 ,孔呈理想的六角排布 .去除一次阳极氧化膜后 ,二次阳极氧化得以在更良好的表面进行 ,制取的氧化铝膜孔规律性和有序度更高 .

孔板为发生器的水力空化装置的实验研究

孔板是以多洞孔板为水力空化发生器的水力空化装置的关键，孔板的参数如：开孔孔径、开孔个数、孔排布方式、孔板厚度对空化效果有着重要的影响。文章分析了孔板的开孔率及孔的排布方式（分为均布和辐射状分布）2个因素对孔板前压力、孔板前后压差的影响，结果表明：在开孔率相同的情况下，通过改变孔的排布方式可以显著改变管路的最大流量，在开孔率为0.035时，均布排布较辐射状排布时的管路最大流量增大至0.8m^3／h；在开孔率为0.042时，在特定的流量范围11.5-12.5m^3／h之间时，随孔的3种排布方式（均布、辐射状分布12×4、辐射状分布16×3）的不同，孔板前压力、孔板前后压差有明显的变化。

蜂窝椭圆反射镜的孔结构设计研究

应用有限方法进行了蜂窝椭圆反射镜的轻量化孔结构设计研究.研究了离散单元尺寸对离散误差的影响,分析了六方形孔形状下孔排布形式和孔尺寸对蜂窝椭圆反射镜的各项性能的影响.结果表明6mm的离散单元尺寸对应着较小的离散误差;孔尺寸对质量、转动惯量和加工变形的影响较大,孔排布形式和孔尺寸对热变形的影响高于对自重变形的影响;80mm孔尺寸的第四种形式是最优的孔结构形式.

基于强化学习的端壁气膜冷却孔排布优化

孔排布是影响端壁气膜冷却效果的一个重要几何因素,本文提出了一种基于强化学习的气膜孔排布优化方法。通过将孔排布的设计看作是一系列开关孔的决策,将其转化为马尔科夫决策过程并利用强化学习方法进行求解。本文将涡轮叶栅抽象简化为弯折收缩通道,以模拟端壁的横向和流向压力梯度环境,并在此压力梯度环境下开展气膜冷却孔排布优化。研究结果为气膜冷却、冲击冷却、柱肋冷却等多种冷却形式的布局优化提供了新的范式。

射流式氧发生器的三维模拟研究

实现了对射流式氧发生器的三维仿真模拟,给出了氧发生器内部流场结构、各组分的分布状态等信息。研究了射流孔结构对氧发生器性能的影响。指出即便是具有相同比表面积的不同射流孔排布方式,也会对发生器性能产生影响。此外,逆向射流式氧发生器反应器中气体从双侧进入对于减小发生器对气体的阻力具有重要作用。

先进气膜孔形研究综述

利用气膜冷却技术可以大幅提高涡轮叶片的承温能力。针对气膜冷却技术,对比国内外已有气膜孔形,详细介绍了热主流与二次流交互作用机理,分析了冷气展向分布如何影响气膜质量,总结了气膜冷却技术对航空发动机性能的影响。从交互流场、气膜孔形、孔附属结构(突片、斜坡)和气膜孔排布方式4个方面展开详细探讨。得到提升气膜冷却效率的4个主要思路:(1)降低肾形涡强度;(2)产生反肾涡;(3)使用槽腔结构;(4)改变出口压力分布。通过对孔形及附属结构的论述分析,为未来气膜孔的优化设计提供指导思路。

EXPERIMENTAL STUDY OF HTC FOR FILM COOLING OF PARALLEL-INLET HOLES

The parallel-inlet holes with one-row, two-row and three-row film hole arrangements and different di- ameters are proposed to experimentally study their cooling characteristics. Detailed experimental processes and results are described and carried out. Results indicate that heat transfer coefficient （HTC） is increased with the increase of blowing ratio. When the blowing ratio is lower, the distribution of HTC along the heated wall can be divided into three regions. For larger blowing ratio or diameter, the cooling characteristics oi parallel-inlet film holes are similar to those of convective heat transfer around flat. Furthermore, when hole diameter is deter- mined, the arrangement patterns of film hole and the blowing ratio take a great influence on HTC.

肋片结构的冲击强化换热特性研究

通过三维数值模拟的方法研究了肋片结构的冲击强化换热特性,分别分析了射流孔排布方式(顺排、长菱形和正菱形),变肋片结构(方形肋、三角肋和梯形肋),射流冲击雷诺数(Re=6 000~30 000)等参数的影响,研究结果表明:当射流孔长菱形排布时,靶板表面上射流冲击驻点区Nu最高,在肋片周围能形成明显的涡流且肋结构为三角形时涡量尺度大,主要出现在肋片附近;此外,靶面上冲击换热面积较大且相对均匀,即不会出现局部区域内对流换热差的情况;当射流孔为正菱形布置,射流冲击驻点区Nu较长菱形排布时更大,但对于靶面射流冲击换热不均匀;总的来说,射流冲击孔排布宜选择长菱形排布且肋片结构选三角肋,可以较明显地改善冲击靶板上的对流换热能力。

含双孔国产T800碳纤维复合材料层合板失效模式研究

含孔复合材料层合板的失效模式与孔的数量和位置等因素有关。为探究含双孔复合材料层合板的失效模式,对不同双孔排布形式下(横孔、竖孔和斜孔)国产T800碳纤维复合材料层合板进行了研究。运用数字图像相关法(DIC)对相机观测到的图片进行处理,得到了三种不同双孔排布情况下复合材料层合板的位移、应变及厚度缩减场,结合拉伸断裂后的损伤形貌分析了对应的失效模式。结果表明:横孔试件的失效模式主要为分层断裂,孔间无开裂现象;其他两种试件的失效模式主要为孔边断裂错位,孔间开裂现象严重。