航空发动机叶片/机匣碰摩超瞬态行为建模方法

为了分析航空发动机叶片/机匣碰摩过程中的超瞬态摩擦热效应,基于有限元方法建立了叶片/机匣碰摩模型,研究了单次碰摩条件下界面的微区超瞬态摩擦热效应,并对模拟过程中空间尺寸与时间步长对模拟结果的影响进行探究分析。研究发现,由于叶片与机匣摩擦速度快、碰摩时间短,只在叶尖很小的范围内发生超瞬态传热,产生的摩擦热以分子量级进行传递。叶片/机匣碰摩模型建立过程中,网格尺寸划分过大、时间步长取值过大,会导致模拟结果不能真实反应碰摩过程的微区超瞬态热效应。为此,通过对建模过程中模型空间尺寸与时间步长的优化,得到了能够准确反映温度微区超瞬态特性的建模方法,阐明了网格尺寸与时间步长匹配对微区超瞬态行为的影响规律,为叶片-机匣碰摩模型的建立奠定了基础。

电能路由器公共高频母线超瞬态过程机理及抑制措施

作为一种新型拓扑,基于模块化多有源桥的共高频母线结构正被应用于多端口电能路由器领域。由于H桥桥臂输出电压突变,会造成高频变压器内部集成的移相电感和分布电容产生自由振荡,从而引起高频母线电压出现数MHz的超瞬态过渡过程,极易造成电磁干扰、触发驱动板故障,对模块规模化的高压大容量电能路由器的可靠性产生严重负面影响。该文首先对振荡支路的分布参数网络进行简化等效,并建立超瞬态过程的时域模型,对其产生机理进行了深入研究;其次,基于时域模型,分析这类超瞬态行为的主要影响因素,并通过时间尺度的转换,提出一种在高频母线上并联"不控整流(10)阻尼电阻"的抑制措施,介绍了阻尼电阻的设计方法;同时,给出关键分布参数和瞬态行为的关系,有助于实现高频变压器参数的提取和科学设计;最后,通过模块级、装置级实验分别对两端口和多端口拓扑结构进行验证,证明理论分析的准确性和抑制措施的有效性、实用性。