航空发动机轴承腔含油滴油气两相介质的流动模拟

航空发动机轴承腔设计正确性不仅影响到发动机转子的力学性能和工作寿命,而且影响到发动机二次空气流动系统的效率。轴承腔中油气两相介质共存的复杂状态使得轴承腔润滑设计和热分析十分困难,并因此影响发动机润滑系统和二次空气流动系统设计准确性。针对较宽结构和工况范围内出现的轴承腔中油膜、油滴和空气共存的流动形态,文章基于CFX商业软件平台进行了轴承腔润滑介质流动状态数值模拟,探讨了轴承腔结构和工况对腔中介质流动性态和参数的影响,揭示了若干工况条件下的润滑介质压力和速度的分布规律。研究有助于轴承腔油气两相流动物理本质的深入理解,亦为航空发动机轴承腔设计中的工程基础数据和参数获得,提供了手段和途径。     

航空发动机涡轮前支承轴承腔油气两相物理场分析

处在航空发动机热区的涡轮前支承轴承腔的油气两相物理场分析是进行二次流及润滑系统设计的重要基础工作。文章结合某型发动机涡轮前轴承腔的结构和工况参数,构建了适用于发动机全运行状态下的轴承腔油气两相物理场理论计算模型,求解获得了轴承腔内油气两相介质流动的物理场。探讨了轴承腔内油气两相流动的速度、压力、温度及壁面油膜厚度在腔内不同位置的分布情况;分析了发动机运行状态对上述物理场的影响规律;与试验数据的比较支持了文中理论分析方法的正确性。提出的轴承腔油气两相物理场分析方法对于航空发动机主轴支承轴承腔的润滑与换热设计具有应用价值。     

多孔介质通道气液两相流型及压降特性研究

通过高速摄影仪研究多孔介质通道内气液两相流体垂直向上流动的流型,在实验参数范围内依次拍摄到泡状流、弹状流、脉冲流、雾状流4种典型流型,并总结了各种流型的特征。依据实验获得的两相流动阻力数据,分别对分相模型阻力关系式和均相模型阻力关系式进行了拟合,得到了适于实验特点的两类阻力关系式。改进后的两类模型均与实验数据实现了较好的吻合,但模型关系式定义中包含了影响阻力压降各要素的均相模型具有更高的预测精度,且该模型物理意义更加清楚,可以优先用于多孔介质通道气液两相流动的阻力计算。     

小尺度垂直管内气液两相流型及转换界限研究

采用高速摄像仪(CCD)对垂直上升管(内径3 mm和5 mm)内空气-水两相流进行可视化研究。在实验范围内,拍摄到了泡状流,弹状流,扰动流,段塞流和雾状流5种典型流型图像;两种管径下气液两相流流型及流型转换界限不同,且5 mm管的流型转换区域与Mishima-Ishii模型相似;3 mm管道的转换边界与Akbar等模型具有一定的一致性。     

轴承腔油滴碰撞腔壁沉积特性分析

为提供轴承腔油膜流动状态分析所需基础参数,提出考虑温度条件的轴承腔油滴碰撞腔壁沉积特性分析模型.梳理油滴碰撞腔壁沉积准则,在考虑油滴温度变化的条件下,确定不同碰撞现象时油滴碰撞腔壁沉积质量和动量特性.以油滴碰撞腔壁时对腔壁的冷却效率为基础,借助热量守恒条件推导油滴碰撞腔壁的沉积热量特性.讨论温度效应、转子转速、油滴直径以及进气温度等参数对油滴碰撞腔壁沉积特性的影响.计算结果表明:考虑油滴在腔内运动温度效应后,油滴碰撞腔壁的质量沉积率和动量沉积率均略有降低;转子转速以及油滴直径增加后,油滴碰撞腔壁的质量、动量和热量沉积率均有所降低;随着进气温度的增加,油滴的热量沉积率增加.     

水平管中气液两相流的流动特性研究

本文对水平管中气液两相流的流型分类，摩阻压降梯度在自制的实验台上作了系统的测定和研究，对气液两相流中这一经典课题得出的自己的见解和研究结果。     

气液两相流流型的ECT软测量技术

提出一种基于ECT技术的气液两相流流型判别软测量模型．以ECT传感器输出中提取的特征参数作为软测量模型中的辅助变量，气液两相流的流型作为模型中的主导变量，利用人工神经网络建立了主导变量和辅助变量之间的数学关系，进而实现对气液两相流流型的在线判别，仿真结果表明，此方法判别精度高、判别速度快，为两相流流型的在线辨识提供了一种有效的手段。     

基于图像处理的气液两相流流型识别

提出了一种计算机自动准确识别流型的新方法。该方法利用高速电荷耦合器件（CCD）获取
管道内气液两相流的流动图像,经过图像处理后,提取二值化图像中气泡的面积、宽度、高度和中心坐标
,结合模糊推理方法对流动图像进行流型识别。实验结果表明,该方法能够自动有效地识别水平管道内的
多种基本流型,识别准确率分别为：气泡流93.3％,塞状流85.3％,分层流97.3％,弹状流98.6％,雾环
状流92.7％,识别图像速度约为22帧/s.     

倾斜管内油水两相流数值模拟

倾斜管内的油水两相流流动是油田地面集输管道内最常遇到的流动现象。采用VOF在不同含水率和混合流速条件下对不同角度的倾斜管内的油水两相流进行数值模拟。通过计算可知,管内流型受管道倾斜角度影响。倾斜管内的油水两相流压降与含水率和流体混合流动速度有关,倾斜管内流体压降随含水率的增大而减小,随流体混合流动速度增大而增大。倾斜管压降计算公式对高含水期的油水两相流压降规律预测同样适用。     

水平管气液两相流流型的压差波动特征

气液两相流的流型对其流动和传热特性有很大影响，所以如何确定流型一直是两相流研究中的重要课题。通过大量实验，测量了各流型在各种工况下的一些流动参数，包括：压力、温度、各相的流量以及实验段的压差波动时间序列。通过对实验段压差波动信号的分析发现，压差波动信号能很客观地提供流型的信息，可以用来识别流型。     

空间多姿态下自动钻铆托架变形分析与调平方法

飞机壁板自动钻铆系统中托架具有自重大、跨距长、变形量大等特点,其变形误差随工作姿态的不同而改变,从而导致壁板钻铆超差。文章在对自动钻铆托架结构设计基础上,建立了托架横梁弯曲变形模型,根据钻铆点位与横梁变形曲线的空间关系构建了壁板钻铆点位变形量数学模型;针对传统调平补偿方法无法精确满足托架变形量动态变化的问题,采用迭代优化方法建立了托架多姿态变形补偿调平算法;并采用有限元仿真方法分析了托架处于各角度时钻铆点位的变形量及外法线向量;将理论算法数据与仿真数据进行了对比分析,验证了文中提出的托架变形分析与调平算法的正确性和有效性。     

小尺度封闭空间无网格Galerkin声场数值计算方法

文章将无网格法引入小尺度封闭空间声场的计算。首先推导了适用于任意形状小尺度封闭空间的无网格Galerkin声场数值计算模型。在模型中,利用Galerkin型加权残量法推导了计算节点声压的系统方程,根据移动最小二乘近似法构造了无网格形函数,并给出了积分运算方案;然后对一个矩形封闭空间的声传递函数及混响时间进行了计算,通过与理论计算结果、SYSNOISE计算结果及其文献实验结果对比,证明了模型的正确性;最后对一个实际机舱进行了建模计算,并与测量结果进行了比较,证明了模型对较复杂结构的正确性及适用性。