背势流激励叶片的气动力响应降阶模型研究

发布时间：2021-03-11 11:53

　　航空涡轮喷气式发动机是现代飞行器的主要动力设备,是集现代工业技术大成的明珠。随着航空工业的发展,涡轮喷气发动机的内部动静叶级数越来越高,这导致其内部空气流动愈加复杂,动静叶干涉和颤振现象突出。设计使用寿命长、安全性好和高可靠性的航空发动机需要对这种条件下动静叶片的力学行为充分的了解。这给航空发动机的研制工作带来很大的难度。高性能并行数值模拟是研究发动机内部流动和发动机流固耦合振动的主要方法,极大的减轻了航空发动机设计研究的工作难度,给发动机设计者提供了很大的帮助。但是高性能并行数值模拟的计算工作量大,并不适合日常工作使用。为解决这一问题,本文建立了背势流激励的上游叶片气动力的快速分析模型,为研究动静干涉条件下上游叶片的气动弹性振动提供了一种新的思路。本文的主要工作和结论如下:1)本文基于谐波平衡法、Volterra级数法和线性自回归法（ARX）等研究了航空涡轮发动机动静叶干涉中背势流激励上游叶片气动力响应的问题。基于系统辨识原理,分别建立了基于谐波平衡法、Volterra级数法和线性自回归方程法（ARX）的叶片气动力降阶模型,用以描述和研究背势流激励下叶片的气动力响应。2)由二维算例知... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

航空汽油活塞发动机结构和工作原理图

中北大学学位论文高速旋转时，它的的边缘已经出现了跨音速现象，出现了音障，由于音出现剧烈振荡，严重影响桨叶的推进效率，所以螺旋桨飞机才难以突破提高航空器的速度，只能另辟新径寻求新的动力，当时涌现了很多新结大浪淘沙后，一种在动力上表现突出结构又较简单的发动机脱颖而出，式发动机。涡轮喷气式发动机结构如图 1.2，空气由发动机进口进入发作用下对空气进行加压，并由喷嘴在其中混入雾化的航空汽油，注入到点燃，产生的高温高压气体带动燃气涡轮，燃气涡轮再通传动轴将动力后由尾喷口喷出高温燃气，这样就为发动机提供极其充沛的动力。

中北大学学位论文核心机的基础上，加装外涵道和外涵道风扇，通过风扇对对空气额机提供额外推力，极大的提高了涡轮发动机推力，在燃烧同等燃油的的动力，这就变相提高了发动机的燃油效率。由于增加的风扇还可以所以还能减少发动机湍流，进而减少发动机噪声和振动，涡轮风扇发3。至今为止，涡扇发动机仍是大气层内低速航空器的首选动力。

【参考文献】：
期刊论文
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[2]适用于气动弹性的小波非定常气动力降阶方法[J]. 刘晓燕,杨超,吴志刚.  航空学报. 2010(06)
[3]基于气动力辨识的ASE模型降阶研究[J]. 张子健,徐敏,陈士橹,娆伟刚.  力学学报. 2009(05)
[4]多场耦合求解非线性气动弹性的研究综述[J]. 安效民,徐敏,陈士橹.  力学进展. 2009(03)
[5]基于Volterra级数降阶模型的气动弹性分析[J]. 姚伟刚,徐敏.  宇航学报. 2008(06)
[6]基于ROM技术的阵风响应分析方法[J]. 张伟伟,叶正寅,杨青,史爱明.  力学学报. 2008(05)
[7]CFD结合降阶模型预测阵风响应[J]. 杨国伟,王济康.  力学学报. 2008(02)
[8]基于Volterra级数的非定常气动力降阶模型[J]. 徐敏,李勇,曾宪昂,陈士橹.  强度与环境. 2007(05)
[9]基于非定常气动力辨识技术的气动弹性数值模拟[J]. 张伟伟,叶正寅.  航空学报. 2006(04)
[10]基于Volterra级数的跨音速非定常气动力建模[J]. 吴志刚,杨超.  北京航空航天大学学报. 2006(04)

硕士论文
[1]非定常气动力降阶模型及其应用研究[D]. 陈刚.西北工业大学 2004



本文编号：3076414