旋转叶栅风洞测试系统软件设计与实现
发布时间：2021-06-24 17:08
叶栅风洞不但可以为航空发动机风扇/压气机性能测试、叶型叶片优化设计技术验证以及风扇/压气机气动基础研究提供可靠的试验数据和研究平台,同时也可建立和发展适于内流测量的先进流场测试技术,以获得更准确的发动机内部流动参数,推动我国航空发动机内压气机系统内部流动特性试验测试及设计能力的提升。新建设的旋转叶栅风洞是我国尺寸最大、转速最高的大尺寸低转速通用1.5级旋转叶栅试验设施,属于高度复杂的热力机械设备。该风洞要求在试验过程中不但要对大功率驱动系统进行精确控制,确保叶栅折合转速的精确调控,还需要进行大量参数的监控和测量,主要包含气流总/静温、总/静压、气体质量流量、叶轮转速、机械振动、性能计算等数据采集和处理工作。本文以旋转叶栅风洞测试系统作为研究对象,在阐述研究目的及意义的基础上,通过分析测试系统的设计需求,主要完成以下工作:（1）完成风洞运行监视参数对应的测点、压力测量子系统、温度测量子系统、转速测量子系统、动态与振动子系统的方案设计,并对每个子系统建设细节开展论述,形成最终的技术路线。（2）综合评估风洞测量子系统测点类型、测试精度的基础上,开展测试系统软件设计。（3）从软件设计思路、平台...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
NASA中心某平面叶栅风洞简图
电子科技大学硕士学位论文4术支撑如图1-2所示。周世英和李晋年等人[15]，于1989年开展了环形叶栅试验研究，先后完成了某涡轮导向器的环形叶栅测试，获取了叶栅根部、中部截面对应的压力损失、速度分布及出口气流角的特点规律。并通过对比这些特性，验证了试验的可靠性。徐文远和王仲奇等人[16]利用哈尔滨工业大学动力工程系的试验设备，在某低速的环形叶栅风洞开展试验研究，研究了传统扭叶片和新式弯扭叶片的叶栅气动力特性，掌握了一系列弯扭叶片试验数据，为该类叶片在我国航空发动机的推广、应用提供了技术储备。仲永兴和姜正礼[17]分别在四川624所超、跨音速平面叶栅风洞、欧洲哥廷根EGG平面叶栅风洞[18]开展试验对比研究，获得了基于VKI-1叶型设计的涡轮平面叶栅气动特性，并特别关注了叶栅侧壁的边界层位移厚度对叶栅内部通道流动的影响，利用试验数据进行拟合，进而给出了修正量。图1-2Aksenov等人研究的叶轮及叶栅风洞清华大学的李宇红和叶大均[19]于1999年，利用某试验段最高风速为35米每秒的开口回流风洞，针对某环形压气机的低稠度、大展弦比叶栅，采用激光测试仪速度测试与多孔探针压力测试结合的方式，完成了叶栅在进行了大迎角条件下的内部流动特性研究，掌握了不同叶栅流动区域的气流湍流度分布、同时对分离区的湍流耗散、涡量强度分布等进行了详细的讨论。2000年，NASA格伦研究中心（GRC）的LepicovskyJ,McfarlandER及ChimaRV等人[20]以某型跨音速叶
⒀橹ち擞?化叶栅的性能优越性。Schulz[23]等人于1990年，利用叶栅风洞对压气机的定子叶片进行了多次入射，对带有上游转子的环形压缩机叶栅中的非稳态三维流场和压力场进行了试验研究，对叶栅的非定常压力，相角差，非定常叶片边界层以及通过定子通道的尾流传输量进行了详细解释，并进行了分析。得到非恒定压力在叶片前缘附近占主导、角流分离区域的边缘上出现明显更高的压力波动的结论。2010年，南京航空航天大学的兰发祥和中航工业燃气涡轮研究院的周拜豪、梁德旺等人[24]在燃气涡轮研究院SB301超、跨音速平面叶栅风洞上如图1-3所示，开展试验研究。试验的马赫数固定在1.2，试验中采集了叶栅流域内的压力及温度数据，同时采用纹影系统进行流场的流动显示，通过改变抽气量，研究了不同抽吸条件下的叶栅性能改变特点。基于航空发动机压气机内部流动极其复杂，受运行工况影响大，在当今乃至未来相当长的时间内，相关的叶栅风洞试验会一直在探索压气机内部流动机理、在叶栅、叶片优化设计的研究工作中占有无法替代的作用。图1-3中航燃气涡轮研究院的跨超音速平面叶栅风洞系统构成图
【参考文献】：
期刊论文
[1]某民用低速风洞控制系统研究[J]. 杨艳男,黄浩. 电气技术. 2019(04)
[2]叶栅风洞控制方法分析与实现[J]. 褚卫华,李刚,林辰龙. 计算机测量与控制. 2016(09)
[3]某跨超声速风洞测量系统[J]. 唐亮,李平,秦建华,王博文. 兵工自动化. 2016(09)
[4]一种基于组件的风洞通用测控平台设计[J]. 罗昌俊,马永一. 电子技术应用. 2016(09)
[5]风洞旋转天平试验装置测控系统[J]. 宋晋,孙棣华,赵敏,刘赟,马军. 兵工自动化. 2016(06)
[6]航空发动机技术的发展[J]. 陈懋章. 科学中国人. 2015(28)
[7]2m×2m超声速风洞CTS测控系统研制[J]. 李平,黄叙辉,周润,张征宇,高荣钊. 实验流体力学. 2015(04)
[8]基于LabVIEW的大型超声速风洞总压测控系统设计与应用[J]. 高川,周波,蒋婧妍,褚卫华. 测控技术. 2014(08)
[9]低雷诺数亚声速扩压平面叶栅试验[J]. 凌代军,王晖,马昌友. 航空动力学报. 2013(01)
[10]跨、超声速吸附式压气机平面叶栅试验[J]. 兰发祥,周拜豪,梁德旺,黄国平. 航空动力学报. 2010(05)
博士论文
[1]移动式风蚀风洞研制与应用[D]. 荣姣凤.中国农业大学 2004
硕士论文
[1]现场总线技术在FL8风洞测控系统中的设计与研究[D]. 范兴瑞.哈尔滨工程大学 2017
[2]0.6米风洞新一代测控系统研制[D]. 荣祥森.电子科技大学 2012
[3]XX风洞测控软件设计与实现[D]. 张伟.电子科技大学 2011
[4]变几何平面叶栅试验研究及数值模拟[D]. 陈升.上海交通大学 2010
[5]多功能环境风洞测控系统设计与研制[D]. 马俊平.哈尔滨工程大学 2009
[6]短周期传热风洞气动特性模拟与控制方法研究[D]. 朱彦伟.西北工业大学 2007
[7]低速风洞数据采集与控制系统研制[D]. 黄福幸.大连理工大学 2003
本文编号：3247499
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
NASA中心某平面叶栅风洞简图
电子科技大学硕士学位论文4术支撑如图1-2所示。周世英和李晋年等人[15]，于1989年开展了环形叶栅试验研究，先后完成了某涡轮导向器的环形叶栅测试，获取了叶栅根部、中部截面对应的压力损失、速度分布及出口气流角的特点规律。并通过对比这些特性，验证了试验的可靠性。徐文远和王仲奇等人[16]利用哈尔滨工业大学动力工程系的试验设备，在某低速的环形叶栅风洞开展试验研究，研究了传统扭叶片和新式弯扭叶片的叶栅气动力特性，掌握了一系列弯扭叶片试验数据，为该类叶片在我国航空发动机的推广、应用提供了技术储备。仲永兴和姜正礼[17]分别在四川624所超、跨音速平面叶栅风洞、欧洲哥廷根EGG平面叶栅风洞[18]开展试验对比研究，获得了基于VKI-1叶型设计的涡轮平面叶栅气动特性，并特别关注了叶栅侧壁的边界层位移厚度对叶栅内部通道流动的影响，利用试验数据进行拟合，进而给出了修正量。图1-2Aksenov等人研究的叶轮及叶栅风洞清华大学的李宇红和叶大均[19]于1999年，利用某试验段最高风速为35米每秒的开口回流风洞，针对某环形压气机的低稠度、大展弦比叶栅，采用激光测试仪速度测试与多孔探针压力测试结合的方式，完成了叶栅在进行了大迎角条件下的内部流动特性研究，掌握了不同叶栅流动区域的气流湍流度分布、同时对分离区的湍流耗散、涡量强度分布等进行了详细的讨论。2000年，NASA格伦研究中心（GRC）的LepicovskyJ,McfarlandER及ChimaRV等人[20]以某型跨音速叶
⒀橹ち擞?化叶栅的性能优越性。Schulz[23]等人于1990年，利用叶栅风洞对压气机的定子叶片进行了多次入射，对带有上游转子的环形压缩机叶栅中的非稳态三维流场和压力场进行了试验研究，对叶栅的非定常压力，相角差，非定常叶片边界层以及通过定子通道的尾流传输量进行了详细解释，并进行了分析。得到非恒定压力在叶片前缘附近占主导、角流分离区域的边缘上出现明显更高的压力波动的结论。2010年，南京航空航天大学的兰发祥和中航工业燃气涡轮研究院的周拜豪、梁德旺等人[24]在燃气涡轮研究院SB301超、跨音速平面叶栅风洞上如图1-3所示，开展试验研究。试验的马赫数固定在1.2，试验中采集了叶栅流域内的压力及温度数据，同时采用纹影系统进行流场的流动显示，通过改变抽气量，研究了不同抽吸条件下的叶栅性能改变特点。基于航空发动机压气机内部流动极其复杂，受运行工况影响大，在当今乃至未来相当长的时间内，相关的叶栅风洞试验会一直在探索压气机内部流动机理、在叶栅、叶片优化设计的研究工作中占有无法替代的作用。图1-3中航燃气涡轮研究院的跨超音速平面叶栅风洞系统构成图
【参考文献】：
期刊论文
[1]某民用低速风洞控制系统研究[J]. 杨艳男,黄浩. 电气技术. 2019(04)
[2]叶栅风洞控制方法分析与实现[J]. 褚卫华,李刚,林辰龙. 计算机测量与控制. 2016(09)
[3]某跨超声速风洞测量系统[J]. 唐亮,李平,秦建华,王博文. 兵工自动化. 2016(09)
[4]一种基于组件的风洞通用测控平台设计[J]. 罗昌俊,马永一. 电子技术应用. 2016(09)
[5]风洞旋转天平试验装置测控系统[J]. 宋晋,孙棣华,赵敏,刘赟,马军. 兵工自动化. 2016(06)
[6]航空发动机技术的发展[J]. 陈懋章. 科学中国人. 2015(28)
[7]2m×2m超声速风洞CTS测控系统研制[J]. 李平,黄叙辉,周润,张征宇,高荣钊. 实验流体力学. 2015(04)
[8]基于LabVIEW的大型超声速风洞总压测控系统设计与应用[J]. 高川,周波,蒋婧妍,褚卫华. 测控技术. 2014(08)
[9]低雷诺数亚声速扩压平面叶栅试验[J]. 凌代军,王晖,马昌友. 航空动力学报. 2013(01)
[10]跨、超声速吸附式压气机平面叶栅试验[J]. 兰发祥,周拜豪,梁德旺,黄国平. 航空动力学报. 2010(05)
博士论文
[1]移动式风蚀风洞研制与应用[D]. 荣姣凤.中国农业大学 2004
硕士论文
[1]现场总线技术在FL8风洞测控系统中的设计与研究[D]. 范兴瑞.哈尔滨工程大学 2017
[2]0.6米风洞新一代测控系统研制[D]. 荣祥森.电子科技大学 2012
[3]XX风洞测控软件设计与实现[D]. 张伟.电子科技大学 2011
[4]变几何平面叶栅试验研究及数值模拟[D]. 陈升.上海交通大学 2010
[5]多功能环境风洞测控系统设计与研制[D]. 马俊平.哈尔滨工程大学 2009
[6]短周期传热风洞气动特性模拟与控制方法研究[D]. 朱彦伟.西北工业大学 2007
[7]低速风洞数据采集与控制系统研制[D]. 黄福幸.大连理工大学 2003
本文编号：3247499
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