一种新型动态畸变模拟器数值模拟及试验测量研究

为了更准确地模拟真实进气道出口畸变,更好地评估进发匹配性能,设计了一种新型动态畸变模拟器,其主要利用扰流柱产生流向涡团,形成总压与旋流复合畸变,并利用外部射流形成畸变流场的动态变化。数值模拟结果表明:无射流工况下,模拟器下游可以产生总压与旋流复合畸变流场,畸变有一定的脉动程度;定常射流工况下,时均流场畸变程度增强,但畸变脉动程度降低,流场接近稳态;给定非定常射流后,畸变脉动程度显著增强,总压和旋流畸变指数均有剧烈波动,其中总压畸变指数标准差达到0.089,旋流畸变指数标准差达到0.077。试验测量结果表明:随着进口马赫数增加,非定常射流工况下紊流度占比达到41%~56%,综合畸变指数达到10%以上,满足实际工程中进发匹配试验对进气畸变的要求。

可调压力畸变模拟器的设计与研究

畸变模拟器是小型涡扇发动机气动稳定性的核心技术,本文创新设计月牙板式可调压力畸变模拟器,用于涡扇发动机抗畸变试验。畸变模拟器的研制采用了结构设计与气动设计并行的方案,结构设计采用小尺寸机械传动方式,气动设计通过数值模拟完成了模拟器插板的优化设计,通过大曲率插板改善了插板后流场。通过畸变模拟器吹风试验表明,畸变模拟器出口截面马赫数达到了0.24~0.44,插板的堵塞系数在14.2%~29.2%内,畸变模拟器的综合畸变指数在2%~20%内连续可调,满足小型涡扇发动机工况包线和抗畸变试验所需综合畸变指数。

扇形板压力畸变模拟器特性研究

根据小型涡轮发动机的使用条件,总压畸变是对发动机气动稳定性影响最大的外部降稳因子,小型涡轮发动机常采用模拟板方法为抗畸变试验提供总压畸变流场。本文设计了扇形板式可调压力畸变模拟器,用于涡扇发动机抗畸变试验。通过数值模拟获取了畸变模拟器的全流场特征,通过畸变模拟器吹风试验表明,扇形板后的流场掺混特性较好,扇形板畸变模拟器堵塞系数在8%~16%内,畸变模拟器的综合畸变指数在2%~13%内连续可调。畸变模拟器满足小型涡扇发动机抗畸变试验所需综合畸变指数要求。

扰流板式畸变模拟装置的数值计算及人工神经网络建模

数值计算了用于某型空中试车台吊舱的扰流板式畸变模拟装置,应用总压恢复系数、周向畸变指数评价了该装置的畸变效果并与试验数据进行了对比分析,为后续发动机在空台上确定临界畸变指数及敏感系数提供了可用量值的参考。根据部分计算数据,建立了该扰流板式畸变模拟装置的人工神经网络模型,并预估了12个状态的畸变模拟效果,验证了该人工神经网络模型的有效性,为减少试验点数节省试验经费提供了有效的途径。

用激光多卜勒风速仪研究畸变模拟器的三元速度场

A two measurement at one point method with a two colour LDA(Laser Doppler Anemometer)has been used for measuring three dimensional velocity field.Various velocity distortions of the simulator have been investigated.The velocity and turbulence patterns of 90 degree torus quadrant and of torus with 20 degree slanted cut are shown.It can be seen clearly how the low velocity and large turbulence region will be caused by the flow separation from the duct lips.In order to estimate maximum instantaneous distortion,the vortex size must be measured.It is defined classically by velocity crelation and more directly than by total pressure.Some typical results are shown in a table.The vortex size is increased by the flow velocity.At 1D section the vortex size of torus with 20 degree slanted cut is about two times larger than the size of 90 degree torus quadrant.But at 3D section the former decreases and the later increases slightly.

基于动量交换的稳态总压畸变模拟方法研究

为高效快速地模拟稳态总压畸变,基于气流动量交换机理开展了畸变生成方法研究。建立了流场稳态总压畸变控制模型,研制了该型畸变发生器技术验证机,搭建地面畸变模拟试验台,在地面演示验证生成了3个典型构型稳态总压畸变流场,模拟误差为2.7%~5.2%。试验研究表明:基于动量交换机理的空气喷流式畸变发生器直接面向流场构型生成期望的稳态总压畸变,能通过“软调节”控制主流区喷射流位置及大小,快速模拟任意流场畸变,成本低,具有工程使用价值。

冲压发动机燃烧室进气畸变模拟装置设计及试验

设计畸变模拟装置是冲压发动机中解决进气道和燃烧室匹配问题的一个经济有效的手段。提出采用非均匀开孔率孔板作为进气畸变模拟装置。研究结果表明,因孔板局部位置堵塞比存在差异,气流经过后,下游截面的流量、压力和马赫数会产生梯度变化,进而形成畸变流场,通过数值计算、对比结果及改进开孔率的循环优化过程后,最终得到的流场在分布规律及数值上均与目标流场吻合较好。经试验验证,试验结果与目标流场分布规律一致,马赫数畸变指数偏差小于5%,证明了方法的可行性。

压力畸变模拟技术的发展与现状

压力畸变模拟技术是发动机稳定性评定中需解决的技术关键之一。随着对发动机畸变响应的认识不断深入，发动机稳定性评定中提中种压力变模拟技术。．

一种小型发动机进气畸变模拟装置的设计仿真分析

为满足某小型发动机地面进气畸变测试要求,设计了一种在一定范围内畸变值能够连续可调的总压畸变模拟装置,并利用计算流体力学(CFD)技术对其进行了不同设计方案和设计参数的流场模拟,通过数值模拟确定了扇形板、整流格栅的几何结构参数与测量截面位置。进行了模型的地面抽吸实验,校验了测量截面上的总压畸变图谱与畸变指数。结果表明,实验结果与仿真结果一致性好,实现了不停机情况下总压畸变值连续可变且总压畸变值变化范围较广的目标,产生的流场和畸变参数满足某型发动机试验的要求。

基于DDES的畸变模拟器性能影响研究

通过地面试车台总压畸变模拟器模拟高空畸变环境是评估进气畸变对发动机性能影响的重要途径。然而目前畸变模拟器存在稳、动态畸变指数难以调节问题,极大限制了畸变模拟范围。以国家军用标准推荐的弦月式插板为基础,考虑工程实践的可行性,探索性地提出轴向串联和周向多区组合畸变模拟器构型:采用“性价比”高且对大分离流动预测更加准确的延迟分离涡模拟数值方法,在准确性验证的基础上,以稳、动态畸变指数以及两者的比值为描述畸变模拟器性能的重要参数,评估插板深度以及构型对畸变模拟器性能的调控能力,发现堵塞面积与动态畸变指数的关联关系并给出两者的关联函数,为提地面畸变试验中畸变指数的调节提供依据。

涡轮喷气发动机抗畸变流场模拟试验研究

详细介绍了用于涡轮喷气 (风扇 )发动机抗畸变流场试验用畸变模拟器的组成、工作原理和标定方法 ,并给出了畸变流场的计算方法。模型与实物两种方法标定结果有较大差别 :畸变模拟器出口总压恢复系数σ模型比实物高 1%～ 2 %、流场畸变度低 4 6 %～ 6 4 % ;某型涡扇发动机在进口畸变流场畸变度W =9 6 %下 ,发动机启动可靠、工作稳定 ,但进口流场畸变度将使压气机的喘振裕度减小 。

北斗卫星导航空间信号模拟畸变研究

针对卫星导航信号生成载荷故障会导致信号畸变,对北斗卫星导航信号模拟进行了研究分析。首先,建立了北斗导航信号模拟畸变的数学模型并对其进行了理论分析;其次,推导了北斗信号发生模拟畸变后的相关函数、功率谱密度函数和相关损耗,并仿真分析了北斗信号模拟畸变的相关峰曲线、功率谱密度曲线和相关损耗曲线;最后,利用S曲线及S曲线锁定点偏差的模型,仿真了北斗模拟畸变信号S曲线及S曲线锁定点偏差,并分析了北斗信号发生模拟畸变对测距性能产生的影响。结果表明:北斗信号发生模拟畸变的畸变程度越大,伪距测量误差越大,则导航系统的测距精度和定位精度越低,增强系统的完好性越小。

一种新型进气畸变设计体系研究

进气畸变实验是航空发动机气动稳定性评定的重要方法之一。为克服传统设计方法逼近目标畸变图谱准确性低、实验迭代次数多等缺点,提出基于丝网间距和多孔介质映射关系,采用Fluent设计目标图谱畸变网的设计体系。设计了稳态总压测试系统,完成了畸变发生器的实物设计及风洞试验,畸变指数误差小于1.5%。试验结果表明设计体系可以高精度、高效地模拟畸变要求。

平行双插板测点布局对稳态周向畸变指数的影响

基于对双侧弦月形平行可移动插板畸变模拟器流动的数值仿真,采用在AIP面上进行空间采样的方法模拟试验方案中的总压测量,研究不同周向均匀测点布局对畸变图谱捕捉能力以及稳态周向畸变指数测量结果的影响规律,获得了合适的周向均布测点数和周向非均匀改进的测点布局,得到较优的测量布局方案。

模拟预畸变在射频功放中的应用

随着通信产业的不断发展,对功率放大器的线性度要求越来越高。本文主要说明了利用一个预畸变电路来改善功率放大器的线性度。同时提供仿真结果,对数据进行说明。

大孔径静态干涉成像光谱仪径向畸变导致的谱线偏移误差的校正

为提高大孔径静态干涉成像光谱仪在视场增大时的光谱定标精度,减小径向畸变对光谱精度的影响,本文提出一种基于光谱——畸变关联模型的光谱定标系数修正方法,给出了波数和波长修正公式。采用594.1 nm和632.8 nm气体激光器对成像光谱仪进行了光谱成像实验,并对数据进行了处理和分析。结果表明,当存在0.3%的桶形畸变时,边缘视场的反演光谱存在2 nm左右的偏移,利用本文方法校正后,谱线偏移减小到0.1 nm左右。该方法仅需根据镜头畸变参数即可完成修正,简化了实验室光谱定标流程,提高了工作效率,也可应用于星载干涉光谱数据的在轨参数校正。