Effects of swirl brake axial arrangement on the leakage performance and rotor stability of labyrinth seals

Swirl brakes are usually introduced at the seal entrance in industry to improve the seal stability,especially for labyrinth seals suffering low seal clearance and high inlet preswirl ratio.However,how to arrange swirl brakes at the seal entrance to obtain better seal stability retains unknown,such as the axial distance between the brake trailing edge and the first tooth.To this end,the effects of the distance between brakes and the first tooth on the leakage flow rate and seal rotordynamic coefficients were numerically investigated at typical inlet preswirl ratios of 0.45 and0.8,and the predicted results were in comparison with the results for no-brake configuration.The obtained results disclose that the brake configuration arranged against the first tooth produces lower circumferential velocity in the downstream of the brakes as a result of the larger counterclockwise vortex moving from the brake trailing edge to the brake leading edge when compared to the brake configuration away from the first tooth.Besides,the dropped circumferential velocity in the downstream of brakes will cause larger pressure fluctuation in the circumferential direction and thus generates larger tangential force to restrain the rotor forward whirl.On the other hand,the effective damping is further increased when the distance between brakes and the first tooth decreases to zero,that is,the crossover frequency is even disappeared at the inlet preswirl ratio of 0.45 and successfully drops from 69.9 Hz to 32.7 Hz at the preswirl ratio of 0.8.

挤压油膜阻尼器—滑动轴承—转子系统非线性动力特性的数值分析及实验研究

采用非线性模型 ,研究挤压油膜阻尼器 -滑动轴承 -转子系统的运动稳定性和分岔特性。利用有限元离散变分不等原理和基于线性规划余原理的迭代方法 ,求解自由边值条件下的油膜力。采用模态综合技术中的缩减系统线性自由度的方法 ,并提出基于 Newmark法的预估 -校正 -局部迭代的方法 ,求解系统响应。采用 Poincaré映射法 ,将周期解的确定转化为 Poincaré截面上不动点的确定 ,然后分析不动点的稳定性。最后通过实验转子 ,从实验与数值计算进行对比分析 ,验证了挤压油膜阻尼器的减振特性及其提高系统运动稳定性的特性 。

液体火箭发动机燃烧室波动过程数值分析

采用计算流体力学的方法，对液体火箭发动机燃烧室内波动过程进行了初步的探讨。采用两步ＰＩＳＯ算法，对流项采用二阶迎风格式，时空精度都为二阶。考察了方法的适用性，以及声学谐振器、声腔、隔板等燃烧不稳定抑制装置对燃烧室内波动过程的影响。结果表明，采用ＣＦＤ方法用于分析波动过程是可行的，谐振器、声腔与隔板对拢动波有明显的阻尼作用。

液体火箭发动机燃烧不稳定性分析模型

通过一个简化的物理模型，运用计算流体动力学分析方法，研究了液体火箭发动机的不稳定燃烧现象，验证了该模型及分析方法的简捷和有效性。描述发动机燃烧室内气相流动过程的控制方程是非稳态准一维欧拉方程组，液相则用拉格朗日方法描述，方程组中的源项反映了气液两相耦合及液雾蒸发燃烧的影响。针对不稳定燃烧的机理，考察了压力脉动随着时间的推进对声学扰动的敏感性。计算格式采用两步积分的预测校正法进行选代求解。

液体火箭发动机切向不稳定燃烧数值分析模型

建立了液体火箭发动机切向不稳定燃烧数值分析模型并进行了初步分析。数值方法采用一步隐式预测、两步显式校正进行非定常流动计算的ＰＩＳＯ算法，并应用等效矩形燃烧室模型及双参数不稳定燃烧模型，通过模拟计算压力扰动波的传播过程考察了发动机燃烧稳定性。

螺桨转子颤振涡动分析及其程序设计

螺桨转子颤振涡动分析软件（ＰＰＷＦＡ）的设计目的是，分析螺桨转于系统的动力响应和颤振涡动特性，以及分析影响螺桨转子稳定性的各个因素。该软件考虑桨叶的振动变形，桨轴一支承系统的振动特性，以及螺桨转子的不平衡力。通过对一模型螺桨转子系统的计算分析，对软件进行了考核，计算结果与风洞试验结果作了比较，证明软件的设计及计算是正确的。文中还给出了对一实际螺桨转子系统的颤振涡动计算结果。本文是该软件设计和计算工作的技术总结，并对软件的功能和性能等作一介绍。

强非线性转子-轴承系统的动力响应分析

本文改进了R iccati传递矩阵法并将其扩展应用于分析强非线性转子——轴承系统的动力响应。提出了一种新型的传递向量{fT┇.e.T,1}={fT┇..e*T}T和新的变换{f}=[S*].{.e*},简化了Riccati传递矩阵法,并提高了R iccati传递矩阵法的数值稳定性。文中就一强非线性转子-轴承系统,分别用本文的方法和Runge-Kutta法做了计算。通过理论分析和两算法结果的比较,验证了本文方法的有效性和数值稳定性等多种优点。本法特别适合于分析强非线性大型复杂转子-轴承系统的瞬态响应。

部分充有粘性流体的转子系统稳定性的理论分析

在直接对二维 Navier- Stokes方程进行线性化的基础上 ,详细分析了二维粘性旋转流体模型 ,得到了旋转流体对转子作用力的表达式 ,然后研究了部分充液转子系统的稳定性问题 。

固体推进剂非稳态燃烧模型数值特性

在修改的KTSS燃烧模型的基础上,研究了热波燃烧模型的数值特性。在大幅度改变压力变化速率参数（β）和热释放参数（H）下,计算结果显示：1）在大β值时,燃速并未发散溢出,直到β=∞,燃速仍然是一个有限值,在一个峰值波动之后,趋向于稳态燃速。2）在增大H值时,燃速的不稳定是逐渐增加的。当H＜1时,燃速振荡后最终回到稳态值；当1＜H＜1．045时,燃速是一系列重复、有限的尖峰；但当H≥1．045时,燃速发散。