涡扇发动机整机环境下压缩部件稳定工作边界计算方法

基于部件匹配技术的涡扇发动机非设计点性能计算模型和基于李亚普诺夫稳定性理论的压缩部件气动稳定性评定模型有机的耦合,实现了发动机整机环境下的压缩部件气动稳定性评定,使得该模型成为一种实用的涡扇发动机压缩部件气动稳定性分析模型。以某型涡扇发动机为例,计算比较了均匀进气时发动机整机环境和单独部件评定时压缩部件稳定工作边界的异同,从计算结果可以看到,均匀进气条件下,无论是风扇部件,还是压气机部件,在发动机环境下和单独部件环境下所得到的稳定工作边界基本相同,即发动机进口气流如果均匀,则风扇或压气机的稳定工作边界与稳定性评定环境无关。     

非定常尾迹宽度对气膜冷却效果的影响

对非定常环境下动叶气膜冷却的流场进行数值模拟,研究非定常尾迹宽度对气膜冷却效果的影响。结果表明,对于动叶的气膜冷却来说,由非定常尾迹形成的低速区对冷却射流的压制作用减小,使冷却射流更多地进入主流并与其掺混,使得气膜孔下游叶片表面的冷却效果降低。当尾迹宽度增大时,叶片表面气膜冷却效果降低的程度增加。非定常尾迹对压力面上冷却效果的影响大于吸力面。压力面上在第1个冷却孔后面冷却效率降低了15％,而吸力面上的冷却效果变化不是很明显。     

Simulation of Aviation Kerosene Combustion in Dual-mode Scramjet Combustor

Supersonic combustion of aviation kerosene is investigated under the flight conditions of Mach number 5 and fuel-air equivalence ratio 0. 551. The trajectories of the fuel droplets and the heat/mass transfer between them are simulated by means of discrete phase model （DPM）. The k-ω model is chosen for turbulence closure and the non-premixed probability density function （PDF） approach is used to calculate the turbulence-chemistry interaction. The calculated wall static pressure and the total pressure loss coefficient are very close to the experiment results. The strut and cavity devices significantly increase the combustion efficiency.     

导叶预旋角对叶轮_扩压器相干的影响

在不同进口导叶预旋角度下,采用非定常的方法对进口导叶/叶轮/扩压器3部件之间非定常相干进行了数值模拟,并与实验结果作比较。研究了进口导叶预旋角度对叶轮及扩压器内部流动及非定常性的影响,同时探讨了3部件之间动静相干的机理。结果表明,计算结果同实验结果吻合很好。在同等流量下,进口导叶的尾流和大尺寸涡团的非定常作用使得叶轮和扩压器上的非定常性减小,其变化弧度仅在原来的1/4左右。进口导叶为负预旋时,由进口导叶尾流所带来的非定常影响比进口导叶正预旋角度下小的多,但叶轮尾流及扩压器的势反冲效应所引起的非定常效应却较正预旋角度下有所增大。     

基于iSIGHT的变循环发动机性能优化

通过对变循环发动机结构形式和工作机理的分析研究,依照模块化合成程序的计算流程,给出了变循环发动机数学模型,利用面向对象的C++程序语言发展了基于部件类的变循环发动机数值仿真软件。利用商用软件iSIGHT的多学科优化能力,该仿真软件具有可视化操作界面,具备进行设计点的性能仿真计算、非设计点特性仿真计算以及设计点任务分析的仿真计算的能力。基于iSIGHT优化平台,对变循环发动机的性能进行了优化分析。     

超燃冲压发动机前体/进气道和隔离段气动设计

采用等激波角设计方法并考虑温度、激波与附面层干扰等的影响，对超音速燃烧冲压发动机的二维混压式高超音速前体／进气道和隔离段的设计进行了探索，给出了前体／进气道和隔离段的几何结构和尺寸。运用二维CFD数值计算手段，对所设计进气道结构进行了修正，并计算了设计状态和非设计状态性能和流场。研究表明，文中所设计的进气道结构简单、附加阻力较小、总压恢复系数较高，所给出的设计方法对于前体／进气道和隔离段的初步设计具有较好的适用性。     

进口导叶/叶轮/扩压器非定常相干的数值研究

在非零进口导叶预旋角度下,采用非定常的方法对进口导叶/叶轮/扩压器三部件之间非定常相干进行了数值模拟,研究了进口导叶/叶轮/扩压器三部件之间动静相干的机理。结果表明,叶轮由于受进口导叶尾流和扩压器势反冲效应的双重非定常影响,叶轮受非定常影响最小的区域出现在叶片50%弧长附近,最大的非定常影响出现在叶轮和扩压器之间的动静交界面上。当离心压缩机前带有进口导叶预旋时,扩压器受前面两部件的同时影响,扩压器叶片上的非定常变化沿流向比较均匀。     

基于遗传算法的燃气涡轮发动机循环优化

遗传算法（Genetic Algorithms简写GA）是用于优化问题的新的有用的工具,其运用了自然界中的法则并且在可能的解空间上形成多点逼近的评价工具。遗传算法的特性使他能够有效的运用在发动机的设计工作中。论文的工作就是得出了基于要遗传算法的燃气涡轮发动机循环的优化。论文分为几个不同的部分,首先是关于GA的概要描述和主要架构。（初始群体的建成、每个个体的适应值评价、发展新一带的标准：成员的选择、繁殖、变异等等）,其次是用GA的应用程序优化燃起涡轮发动机循环和相关问题,文章最后介绍了单目标和多目标发动机循环优化的例子。     

涡轮基组合循环发动机/飞行器一体化数值模拟

基于两级入轨高超声速飞行器方案,确定了涡轮基组合循环发动机设计点各参数,设计了飞行器进排气系统,编写了推进系统安装损失计算程序,采用数值模拟技术研究了沿飞行轨迹的涡轮基组合循环发动机/飞行器一体化性能,计算结果显示,跨声速阶段的安装损失最大,溢流阻力在跨声速区域具有主要的影响,在工作模式转换结束后,安装损失会有一定的增长,这是因为喷管喉部气流总压降低,致使流经发动机的气流流量减少,造成溢流阻力和旁路放气阻力的增加所致.