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康达喷气叶栅喷气内腔体拓扑优化设计及试验研究
1
作者
黄伟亮
张健
+1 位作者
张敏
杜娟
《热能动力工程》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期41-50,共10页
为了减小从康达喷气叶栅内部流出的喷气方向与叶栅主流方向的偏差,进一步提升康达喷气对流动分离的抑制效果,本文基于流体拓扑优化技术及布置导流肋的方法对康达喷气叶片原始喷气内腔结构进行优化设计。采用数值计算和高速风洞试验评估...
为了减小从康达喷气叶栅内部流出的喷气方向与叶栅主流方向的偏差,进一步提升康达喷气对流动分离的抑制效果,本文基于流体拓扑优化技术及布置导流肋的方法对康达喷气叶片原始喷气内腔结构进行优化设计。采用数值计算和高速风洞试验评估优化的喷气内腔结构对康达喷气叶栅气动性能的改善效果。结果表明:优化设计的带肋喷气内腔结构可以减小康达喷气与主流掺混的偏差角,叶片吸力面尾缘的流动分离区域进一步减小;在来流Ma为0.5、攻角为0°、1.25%喷气量下,采用带肋喷气内腔的康达喷气叶栅总压损失系数较采用原始喷气内腔结构降低了7.15%;采用带肋喷气内腔结构能够使叶栅在不同工况条件下的总压损失小于原始内腔结构,且在最佳喷气量下获得最小的总压损失系数。
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关键词
康达喷气
高负荷压气机
流动分离
拓扑优化
叶栅试验
原文传递
自适应康达喷气控制在高负荷压气机中的试验研究
2
作者
张健
张敏
+2 位作者
杜娟
黄伟亮
聂超群
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第22期182-195,共14页
未来航空发动机的发展要求其压缩系统级负荷不断增大,由此将使得压气机内部出现较强的角区分离、附面层流动分离等二次流。提出了一种新型的自适应康达喷气流动控制(ACJC)方法,更加智能且高效地抑制压气机内部流动分离并提升压气机的扩...
未来航空发动机的发展要求其压缩系统级负荷不断增大,由此将使得压气机内部出现较强的角区分离、附面层流动分离等二次流。提出了一种新型的自适应康达喷气流动控制(ACJC)方法,更加智能且高效地抑制压气机内部流动分离并提升压气机的扩压能力,进而拓宽高负荷压气机稳定、高效运行范围。为构建自适应康达喷气流动控制系统并在高负荷压气机上验证其控制效果,首先,选取了扩压因子为0.66的压气机静叶叶栅为研究对象,并优化设计了单缝康达喷气静叶叶栅;然后,基于数值计算结果采用方差分析法、主成分分析法和神经网络算法建立了单缝康达喷气静叶叶栅来流攻角预测模型和最佳喷气量预测模型;最后,搭建了基于自适应康达喷气流动控制系统的试验平台,验证了其对高负荷叶栅流动分离控制的有效性和准确性。试验结果表明:在不同攻角和不同来流马赫数条件下,自适应康达喷气流动控制系统能够实时准确地预测来流攻角,并瞬间做出喷气量实时调节与反馈。此外,在5°来流攻角下,当来流马赫数为0.4、0.5和0.6时,相比于无康达喷气叶栅,康达喷气的引入使得总压损失系数分别降低了11.5%、9.8%和8.0%。
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关键词
航空发动机
高负荷压气机
自适应
康达喷气
流动控制
总压损失
原文传递
高负荷叶栅中康达喷气控制方法的设计及分析
被引量:
2
3
作者
李艺雯
张千丰
+2 位作者
李继超
杜娟
聂超群
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第4期738-746,共9页
本文采用数值模拟的方法研究了康达喷气对高负荷压气机叶型吸力面分离的抑制效果和作用机理,通过试验设计方法主要分析了康达喷气叶型的三个关键几何参数与喷气量对叶栅总压损失系数、静压升系数的影响。利用基于试验设计方法得到的相...
本文采用数值模拟的方法研究了康达喷气对高负荷压气机叶型吸力面分离的抑制效果和作用机理,通过试验设计方法主要分析了康达喷气叶型的三个关键几何参数与喷气量对叶栅总压损失系数、静压升系数的影响。利用基于试验设计方法得到的相关性因子构建回归模型,并对康达喷气叶型的设计方案进行了寻优。最优设计方案在采用与主流流量比为0.01的喷气量时,总压损失系数最低,相比参考叶型减小18.4%;在采用流量比为0.015的喷气量时,静压升系数最高,相比参考叶型增加8.8%。流场分析表明,康达喷气的影响因子通过改变叶型厚度、开缝位置及附面层流体动量来影响其对流场的改善效果。
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关键词
康达喷气
高负荷压气机
试验设计方法
流动分离
原文传递
题名
康达喷气叶栅喷气内腔体拓扑优化设计及试验研究
1
作者
黄伟亮
张健
张敏
杜娟
机构
江苏大学流体机械工程技术研究中心
中国科学院工程热物理研究所数字孪生研究中心
出处
《热能动力工程》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期41-50,共10页
基金
国家自然科学基金(52206061)
国家重大科技专项(2017-Ⅱ-0004-0017,J2019-Ⅱ-0017-0038)
航空发动机及燃气轮机基础科学中心项目(P2022-A-Ⅱ-002-001)。
文摘
为了减小从康达喷气叶栅内部流出的喷气方向与叶栅主流方向的偏差,进一步提升康达喷气对流动分离的抑制效果,本文基于流体拓扑优化技术及布置导流肋的方法对康达喷气叶片原始喷气内腔结构进行优化设计。采用数值计算和高速风洞试验评估优化的喷气内腔结构对康达喷气叶栅气动性能的改善效果。结果表明:优化设计的带肋喷气内腔结构可以减小康达喷气与主流掺混的偏差角,叶片吸力面尾缘的流动分离区域进一步减小;在来流Ma为0.5、攻角为0°、1.25%喷气量下,采用带肋喷气内腔的康达喷气叶栅总压损失系数较采用原始喷气内腔结构降低了7.15%;采用带肋喷气内腔结构能够使叶栅在不同工况条件下的总压损失小于原始内腔结构,且在最佳喷气量下获得最小的总压损失系数。
关键词
康达喷气
高负荷压气机
流动分离
拓扑优化
叶栅试验
Keywords
Coanda jet
highly loaded compressor
flow separation
topology optimization
cascade test
分类号
V232.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
原文传递
题名
自适应康达喷气控制在高负荷压气机中的试验研究
2
作者
张健
张敏
杜娟
黄伟亮
聂超群
机构
华北电力大学能源动力与机械工程学院
中国科学院工程热物理研究所先进燃气轮机实验室
中国科学院先进能源动力重点实验室
中国科学院轻型动力创新研究院
中国科学院大学工程科学学院
江苏大学能源与动力工程学院
出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第22期182-195,共14页
基金
国家科技重大专项(2017-II-0004-0017,J2019-II-0020-0041)
中国科学院战略性先导科技专项(XDA29050000)。
文摘
未来航空发动机的发展要求其压缩系统级负荷不断增大,由此将使得压气机内部出现较强的角区分离、附面层流动分离等二次流。提出了一种新型的自适应康达喷气流动控制(ACJC)方法,更加智能且高效地抑制压气机内部流动分离并提升压气机的扩压能力,进而拓宽高负荷压气机稳定、高效运行范围。为构建自适应康达喷气流动控制系统并在高负荷压气机上验证其控制效果,首先,选取了扩压因子为0.66的压气机静叶叶栅为研究对象,并优化设计了单缝康达喷气静叶叶栅;然后,基于数值计算结果采用方差分析法、主成分分析法和神经网络算法建立了单缝康达喷气静叶叶栅来流攻角预测模型和最佳喷气量预测模型;最后,搭建了基于自适应康达喷气流动控制系统的试验平台,验证了其对高负荷叶栅流动分离控制的有效性和准确性。试验结果表明:在不同攻角和不同来流马赫数条件下,自适应康达喷气流动控制系统能够实时准确地预测来流攻角,并瞬间做出喷气量实时调节与反馈。此外,在5°来流攻角下,当来流马赫数为0.4、0.5和0.6时,相比于无康达喷气叶栅,康达喷气的引入使得总压损失系数分别降低了11.5%、9.8%和8.0%。
关键词
航空发动机
高负荷压气机
自适应
康达喷气
流动控制
总压损失
Keywords
aeroengine
highly loaded compressor
adaptive Coanda jet
flow control
total pressure loss
分类号
V231.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
原文传递
题名
高负荷叶栅中康达喷气控制方法的设计及分析
被引量:
2
3
作者
李艺雯
张千丰
李继超
杜娟
聂超群
机构
中国科学院工程热物理研究所
中国科学院大学
出处
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第4期738-746,共9页
基金
国家重点研发计划(No.2016YFB0200901)
国家自然科学基金重点项目(No.51636001)
国家自然科学基金青年项目(No.51506195)
文摘
本文采用数值模拟的方法研究了康达喷气对高负荷压气机叶型吸力面分离的抑制效果和作用机理,通过试验设计方法主要分析了康达喷气叶型的三个关键几何参数与喷气量对叶栅总压损失系数、静压升系数的影响。利用基于试验设计方法得到的相关性因子构建回归模型,并对康达喷气叶型的设计方案进行了寻优。最优设计方案在采用与主流流量比为0.01的喷气量时,总压损失系数最低,相比参考叶型减小18.4%;在采用流量比为0.015的喷气量时,静压升系数最高,相比参考叶型增加8.8%。流场分析表明,康达喷气的影响因子通过改变叶型厚度、开缝位置及附面层流体动量来影响其对流场的改善效果。
关键词
康达喷气
高负荷压气机
试验设计方法
流动分离
Keywords
coanda jet
highlyloaded compressor
design of experiment
flow separation
分类号
V232.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
康达喷气叶栅喷气内腔体拓扑优化设计及试验研究
黄伟亮
张健
张敏
杜娟
《热能动力工程》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
原文传递
2
自适应康达喷气控制在高负荷压气机中的试验研究
张健
张敏
杜娟
黄伟亮
聂超群
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
原文传递
3
高负荷叶栅中康达喷气控制方法的设计及分析
李艺雯
张千丰
李继超
杜娟
聂超群
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
2
原文传递
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