凸轮连杆机构的精度分析与综合

对凸轮机构和凸轮连杆机构的精度分析与综合进行了系统的研究。建立了凸轮机构精度分析的统一随机模型 ,为凸轮机构的精度分析打下了理论基础。提出了一种机构精度综合的修正等影响法 ,可使综合结果兼顾到多种因素 。

掠叶片进口流场中周向不均匀性的影响

为模化并分析迎角改变时掠叶栅流场中周向不均匀性的影响,将1种应力输运模型整合到通流模型中,并应用于某掠叶栅的计算。通过给定掠叶栅不同来流迎角开展3D数值模拟和通流计算,结果表明:主要由无黏叶片力所诱发的周向不均匀性会重新组织叶片通道的进口流场,改变进口气流角,从而引发掠叶栅进口径向平衡的重新分布,随着迎角的提高,这种周向不均匀性将加强,其对进口流动的影响也会进一步增大。加入该应力输运模型后,通流模型能够很好地预测周向脉动源项,在前缘前其计算值与3D计算结果的偏差在20%以内,对叶片通道进口气流角改变量的预测精度提高了25%以上,对进口流动径向平衡的描述精度提高了60%以上。

基于多匝光纤环的盘式光纤加速度计理论模型

为解决基于多匝光纤环的盘式光纤加速度计的灵敏度提升问题,本文对其力学特性和应变分布进行了理论分析与有限元仿真。采用体积平均法计算出粘有多匝光纤环的弹性盘的等效参数,进而推导出盘式光纤加速度计的灵敏度和谐振频率表达式。通过有限元仿真软件构建了盘式光纤加速度计拾振结构的仿真模型,分析了理论模型和有限元仿真模型之间的误差来源。实际制作的盘式光纤加速度计的性能参数测试结果与仿真结果接近。本文构建了基于多匝光纤环的盘式光纤加速度计的理论模型和仿真模型,对设计高灵敏度的盘式光纤加速度计具有重要意义。

航空发动机整机周向平均稳态仿真方法

自主发展了基于周向平均方法的航空发动机整机准三维数值仿真方法。基于Navier-Stokes方程,推导了周向平均的准三维通流模型控制方程,针对方程源项传统模型的不足,提出了考虑叶型影响的无黏叶片力模型、基于机器学习的压气机展向分布损失模型和基于理论分析的周向不均匀性模型等,并完成了燃烧室的准三维建模,最终实现了航空发动机整机准三维稳态仿真。利用本文发展的整机周向平均稳态准三维仿真程序CAM完成了WP11涡喷发动机整机仿真,并与俄罗斯S2程序AES-S2的仿真结果进行了对比分析。结果表明,相比于俄罗斯S2程序AES-S2,所发展的周向平均准三维仿真程序CAM仿真精度更高,在WP11整机准三维仿真的设计点计算结果对比中,CAM计算的涡轮流量的误差比AES-S2的计算误差小8%以上,发动机推力误差小16%以上;收敛性更好,CAM计算的涡轮流量的振幅比AES-S2的计算结果的振幅小10%以上,CAM计算的发动机推力的振幅比AES-S2的计算结果的振幅小20%以上。

叶轮机通流模型周向脉动应力项建模及分析

为了模化周向平均通流模型中的周向脉动应力项,一种基于势流分析的代数方法被提出,并被整合到通流模型中。通过对具有不同弯角、不同迎角以及不同来流马赫数的叶栅开展三维数值模拟和通流计算,分析结果表明:主要由无黏叶片力所诱发的周向不均匀性会重新组织叶片通道的进口流场,进而改变迎角。并且,随着负荷或马赫数的提高,这种周向不均匀性将加强,其对流动的影响也会进一步提升。加入该代数模型后,通流模型能够很好地实现对周向不均匀性的预测,周向脉动源项在前缘前与三维结果的偏差在5%以内,对叶片通道进口气流角改变量的预测精度提高了50%以上。