推进技术
2013年第34卷第7期文章目次
2013, 34(7):865-872.
摘要:
为给一类APU进气系统设计提供参考,利用CFD方法,对带多孔板的双压气机构型的APU进气系统气动性能进行三维数值模拟。对多孔板开孔率为0.479的基准模型按照定配比和定总流量工况进行了研究。结果表明:APU进气系统总压损失包括多孔板附近的节流、掺混损失,喉道段流股碰撞损失,流道转弯到出口段的转弯、附面层损失；总压分布在径向上主要受流道曲率影响,周向上主要受多孔板无孔区影响。同时研究了不同开孔率下该APU进气系统气动性能。研究发现:开孔率增大,总压恢复系数随之增加；小开孔率时系统总压损失和负载端畸变主要受多孔板影响,大开孔率时流道曲率影响成主要因素。建议开孔率在0.4~0.6选取。
为给一类APU进气系统设计提供参考,利用CFD方法,对带多孔板的双压气机构型的APU进气系统气动性能进行三维数值模拟。对多孔板开孔率为0.479的基准模型按照定配比和定总流量工况进行了研究。结果表明:APU进气系统总压损失包括多孔板附近的节流、掺混损失,喉道段流股碰撞损失,流道转弯到出口段的转弯、附面层损失；总压分布在径向上主要受流道曲率影响,周向上主要受多孔板无孔区影响。同时研究了不同开孔率下该APU进气系统气动性能。研究发现:开孔率增大,总压恢复系数随之增加；小开孔率时系统总压损失和负载端畸变主要受多孔板影响,大开孔率时流道曲率影响成主要因素。建议开孔率在0.4~0.6选取。
2013, 34(7):873-879.
摘要:
为了提高高超侧压进气道的性能,通过在其侧板上方添加盖板与在底板开槽的方式对其溢流方案进行了改进。对原型与改型进气道进行了来流Ma=4～7流场的数值模拟,并对两进气道进行了Ma=4时不同攻角下的起动性能试验。结果表明,低马赫数时(Ma=4,5),在总压恢复系数基本保持不变的前提下,改型进气道的流量系数较原型进气道获得大幅提升,Ma=4时,提高20.6%,Ma=5时,提高11.5%。在流量系数增加的同时,起动性能也获得大幅提升,来流为Ma=4时,由-2°攻角下起动提升为+4°攻角下依然可以实现起动。由于溢流方案的改进针对低马赫数时的进气道流场,在高马赫数时(Ma=6,7),进气道的性能基本不变。研究表明,抑制侧板间溢流的同时引入底板溢流的方式是提高高超侧压进气道综合性能的有效途径。
为了提高高超侧压进气道的性能,通过在其侧板上方添加盖板与在底板开槽的方式对其溢流方案进行了改进。对原型与改型进气道进行了来流Ma=4～7流场的数值模拟,并对两进气道进行了Ma=4时不同攻角下的起动性能试验。结果表明,低马赫数时(Ma=4,5),在总压恢复系数基本保持不变的前提下,改型进气道的流量系数较原型进气道获得大幅提升,Ma=4时,提高20.6%,Ma=5时,提高11.5%。在流量系数增加的同时,起动性能也获得大幅提升,来流为Ma=4时,由-2°攻角下起动提升为+4°攻角下依然可以实现起动。由于溢流方案的改进针对低马赫数时的进气道流场,在高马赫数时(Ma=6,7),进气道的性能基本不变。研究表明,抑制侧板间溢流的同时引入底板溢流的方式是提高高超侧压进气道综合性能的有效途径。
2013, 34(7):880-889.
摘要:
为了获取外界激励作用下旋转冲压转子进气道流场激励特性及性能的变化规律,对旋转冲压转子进气道背压脉动时压缩进气道的内部流场进行了数值仿真,分析了背压脉动时不同脉动频率、不同脉动幅值条件下旋转冲压转子进气道流场的激励特性及性能变化。研究结果表明,背压脉动对旋转冲压转子进气道流场的激励特性及性能具有显著的影响。旋转冲压转子进气道流场激励的非线性特征随着背压脉动频率的增加而增强,却随着背压脉动幅值的增加而减弱。旋转冲压转子进气道性能的稳定性随着背压脉动频率和幅值的减小而增强。
为了获取外界激励作用下旋转冲压转子进气道流场激励特性及性能的变化规律,对旋转冲压转子进气道背压脉动时压缩进气道的内部流场进行了数值仿真,分析了背压脉动时不同脉动频率、不同脉动幅值条件下旋转冲压转子进气道流场的激励特性及性能变化。研究结果表明,背压脉动对旋转冲压转子进气道流场的激励特性及性能具有显著的影响。旋转冲压转子进气道流场激励的非线性特征随着背压脉动频率的增加而增强,却随着背压脉动幅值的增加而减弱。旋转冲压转子进气道性能的稳定性随着背压脉动频率和幅值的减小而增强。
2013, 34(7):890-897.
摘要:
采用改进的形状函数变换技术(CST)造型方法对一个可控扩散叶型(CDA)的前缘进行优化设计,实现了叶片前缘与叶身连接之间的曲率连续,消除了设计状态下叶片前缘速度尖峰,使得叶片的气动性能得到了显著改善。利用不同的形状函数生成不同的曲率连续前缘,叶型的最小损失相同,可用攻角范围的差别却很大。研究表明,这是由于前缘速度尖峰在非设计工况下的发展变化过程不同造成的。过强的前缘尖峰会导致附面层迅速增厚甚至提前转捩。
采用改进的形状函数变换技术(CST)造型方法对一个可控扩散叶型(CDA)的前缘进行优化设计,实现了叶片前缘与叶身连接之间的曲率连续,消除了设计状态下叶片前缘速度尖峰,使得叶片的气动性能得到了显著改善。利用不同的形状函数生成不同的曲率连续前缘,叶型的最小损失相同,可用攻角范围的差别却很大。研究表明,这是由于前缘速度尖峰在非设计工况下的发展变化过程不同造成的。过强的前缘尖峰会导致附面层迅速增厚甚至提前转捩。
2013, 34(7):898-903.
摘要:
以跨声速风扇为研究对象,采用全周三维非定常数值模拟方法研究静叶根部20°正弯对总压畸变条件下风扇性能和流场结构的影响。通过对设计转速下风扇全工况进行求解,对比分析了静叶采用直叶片和弯叶片时设计点和近失速点的风扇性能和流场结构。通过与均匀进口条件的风扇性能对比,探讨弯叶片对风扇效率、稳定边界以及抗畸变能力的影响,重点研究弯叶片对动静叶流动损失的影响以及对级性能的影响和改善机理。研究表明,均匀进口时,根部20°正弯静叶可以改善风扇在近失速点附近的性能,而在设计点附近,弯叶片的作用不明显；进口总压畸变条件下,静叶根弯20°能有效改善风扇性能,提高稳定性；静叶根弯对流场的影响取决于具体的流场结构,流动状态越恶劣,弯叶片的作用越明显。
以跨声速风扇为研究对象,采用全周三维非定常数值模拟方法研究静叶根部20°正弯对总压畸变条件下风扇性能和流场结构的影响。通过对设计转速下风扇全工况进行求解,对比分析了静叶采用直叶片和弯叶片时设计点和近失速点的风扇性能和流场结构。通过与均匀进口条件的风扇性能对比,探讨弯叶片对风扇效率、稳定边界以及抗畸变能力的影响,重点研究弯叶片对动静叶流动损失的影响以及对级性能的影响和改善机理。研究表明,均匀进口时,根部20°正弯静叶可以改善风扇在近失速点附近的性能,而在设计点附近,弯叶片的作用不明显；进口总压畸变条件下,静叶根弯20°能有效改善风扇性能,提高稳定性；静叶根弯对流场的影响取决于具体的流场结构,流动状态越恶劣,弯叶片的作用越明显。
2013, 34(7):904-910.
摘要:
为了研究削弱微型离心叶轮内损失、提高其性能的方法,采用S-A湍流模型对微型涡喷发动机离心叶轮流动进行了三维数值模拟 。分析表明流场中存在的三个主要涡流区是显著的损失源,它们的形成机理与通道内展向静压分布不均匀性造成的压力梯度有关。因此,从改善展向压力分布的角度对叶轮进行了改进设计以削弱流动损失。结果表明通过改进叶轮轴向长度、分流叶片前缘的位置和形式以及主叶片的叶片角分布可改善子午流道、分流叶片吸力面和通道内S2流面等处的展向静压分布,使之变化减缓、梯度降低,从而削弱了涡流的损失,使堵塞流量增加了约15%,叶轮峰值效率提高约7%,压比提高约6%。
为了研究削弱微型离心叶轮内损失、提高其性能的方法,采用S-A湍流模型对微型涡喷发动机离心叶轮流动进行了三维数值模拟 。分析表明流场中存在的三个主要涡流区是显著的损失源,它们的形成机理与通道内展向静压分布不均匀性造成的压力梯度有关。因此,从改善展向压力分布的角度对叶轮进行了改进设计以削弱流动损失。结果表明通过改进叶轮轴向长度、分流叶片前缘的位置和形式以及主叶片的叶片角分布可改善子午流道、分流叶片吸力面和通道内S2流面等处的展向静压分布,使之变化减缓、梯度降低,从而削弱了涡流的损失,使堵塞流量增加了约15%,叶轮峰值效率提高约7%,压比提高约6%。
2013, 34(7):911-917.
摘要:
为了探讨离心压气机性能随雷诺数的变化规律,对带蜗壳的全周流道流场进行数值模拟,分析雷诺数对内部流场结构的影响。结果表明:压气机工作于Re=5.7×104和Re=1.3×104下的最高效率比Re=1.4×105分别下降了4.5%和8.5%,所有工况在10%叶高附近效率最高。受到蜗壳的影响,全周流道计算所得压气机的效率值和工作范围均小于单流道计算结果。低雷诺数时,气流抗逆压梯度能力迅速减弱,叶顶泄漏流向下游发展过程中,会绕过相邻叶片前缘或顶部间隙进入其他流道；叶片表面约化静压沿径向的梯度增加,从而造成更严重的二次流动；前缘激波强度、附面层厚度和尾迹宽度均增加,流道内出现激波,压气机性能严重恶化。
为了探讨离心压气机性能随雷诺数的变化规律,对带蜗壳的全周流道流场进行数值模拟,分析雷诺数对内部流场结构的影响。结果表明:压气机工作于Re=5.7×104和Re=1.3×104下的最高效率比Re=1.4×105分别下降了4.5%和8.5%,所有工况在10%叶高附近效率最高。受到蜗壳的影响,全周流道计算所得压气机的效率值和工作范围均小于单流道计算结果。低雷诺数时,气流抗逆压梯度能力迅速减弱,叶顶泄漏流向下游发展过程中,会绕过相邻叶片前缘或顶部间隙进入其他流道；叶片表面约化静压沿径向的梯度增加,从而造成更严重的二次流动；前缘激波强度、附面层厚度和尾迹宽度均增加,流道内出现激波,压气机性能严重恶化。
2013, 34(7):918-924,931.
摘要:
采用全通道数值模拟方法研究了两种自适应流通装置数目的处理机匣对亚声速轴流压气机性能及流场的影响,非定常数值计算结果表明两种自适应流通处理机匣分别获得了6.3%,9%的失速裕度改进量,通过详细地分析压气机叶顶流场表明,高速喷射气流能抑制前缘溢流现象的产生,有效地改善了叶顶通道的流动状况。随着自适应流通装置数目从10增加到15,喷射气流对转子叶顶间隙泄漏流的影响频率也随着提高,因此增强了处理机匣抑制叶顶间隙泄漏流负面影响的能力。
采用全通道数值模拟方法研究了两种自适应流通装置数目的处理机匣对亚声速轴流压气机性能及流场的影响,非定常数值计算结果表明两种自适应流通处理机匣分别获得了6.3%,9%的失速裕度改进量,通过详细地分析压气机叶顶流场表明,高速喷射气流能抑制前缘溢流现象的产生,有效地改善了叶顶通道的流动状况。随着自适应流通装置数目从10增加到15,喷射气流对转子叶顶间隙泄漏流的影响频率也随着提高,因此增强了处理机匣抑制叶顶间隙泄漏流负面影响的能力。
2013, 34(7):925-931.
摘要:
应用局部非平行流动稳定性理论研究了大长径比固体火箭发动机内的表面涡脱落现象。分析了由主变量公式和流函数公式导出的扰动方程的差异,以及流动参数对稳定性的影响,发现两种扰动方程对最不稳定波频率的预估值小于2%,且该频率沿流向逐渐增加。比较了基于空间发展模式的理论结果与大涡模拟计算结果,发现在不发生共振的情况下,理论方法可以较好地预估发动机内的流动不稳定频率。
应用局部非平行流动稳定性理论研究了大长径比固体火箭发动机内的表面涡脱落现象。分析了由主变量公式和流函数公式导出的扰动方程的差异,以及流动参数对稳定性的影响,发现两种扰动方程对最不稳定波频率的预估值小于2%,且该频率沿流向逐渐增加。比较了基于空间发展模式的理论结果与大涡模拟计算结果,发现在不发生共振的情况下,理论方法可以较好地预估发动机内的流动不稳定频率。
2013, 34(7):932-937.
摘要:
针对RBCC同一扩张流道多模态匹配工作的特点,通过三维数值模拟,研究了亚燃模态热力喉道形成机理及规律,结果表明通过合理控制流道中的加热量和流道面积变化可以有效地控制热力喉道形成位置,其中位于第二级燃烧室中的凹腔组对形成稳定的热力喉道有比较关键的作用,其剪切层形成的燃烧区域成为一个稳定的放热源,给流道中的气流提供了使马赫数出现转折的能量,凹腔后壁斜面的几何收缩也为壅塞面的形成提供助力,凹腔后流道的气流逐步稳定成为超声速流,热力喉道基本形成于第二级凹腔组后。
针对RBCC同一扩张流道多模态匹配工作的特点,通过三维数值模拟,研究了亚燃模态热力喉道形成机理及规律,结果表明通过合理控制流道中的加热量和流道面积变化可以有效地控制热力喉道形成位置,其中位于第二级燃烧室中的凹腔组对形成稳定的热力喉道有比较关键的作用,其剪切层形成的燃烧区域成为一个稳定的放热源,给流道中的气流提供了使马赫数出现转折的能量,凹腔后壁斜面的几何收缩也为壅塞面的形成提供助力,凹腔后流道的气流逐步稳定成为超声速流,热力喉道基本形成于第二级凹腔组后。
2013, 34(7):938-943.
摘要:
为考察不同总包反应机理对超声速燃烧数值模拟的影响,以煤油燃料超燃冲压发动机支板加凹腔燃烧室为研究对象,分别采用单步和两步总包反应机理对其燃烧过程进行了三维数值模拟研究。对比分析表明,采用的单步反应机理计算结果与实验值呈现明显差异；而两步反应机理的壁面静压计算结果与实验数据吻合良好,验证了计算过程的有效性。该单步反应机理在前支板处局部反应释热量过大过快,致使超燃室内出现热壅塞现象；而两步反应机理的反应和释热规律更为合理,更逼近真实燃烧过程。
为考察不同总包反应机理对超声速燃烧数值模拟的影响,以煤油燃料超燃冲压发动机支板加凹腔燃烧室为研究对象,分别采用单步和两步总包反应机理对其燃烧过程进行了三维数值模拟研究。对比分析表明,采用的单步反应机理计算结果与实验值呈现明显差异；而两步反应机理的壁面静压计算结果与实验数据吻合良好,验证了计算过程的有效性。该单步反应机理在前支板处局部反应释热量过大过快,致使超燃室内出现热壅塞现象；而两步反应机理的反应和释热规律更为合理,更逼近真实燃烧过程。
2013, 34(7):944-949.
摘要:
为了了解小尺度受限空间中离心式喷嘴的雾化特性,设计了四旋流槽离心式喷嘴和小尺度模拟燃烧室,采用相位多普勒粒子动态分析仪(PDA),观测了喷射压力对模拟燃烧室内雾化性能的影响。引入离散系数cv对喷雾场雾化参数的周向分布规律进行了着重分析。结果表明:模拟燃烧室内,喷射压力越大,液滴索特尔平均直径D32的值越小；在z∈[41.5,4.2]的轴向距离范围内,喷射压力对vz的影响不明显。由于壁面作用,液滴D32的周向分布均匀性随着径向距离的增加变差；距离喷嘴出口越远处,液滴D32的周向分布均匀性越好。在喷射压力相同条件下,同一喷嘴在模拟燃烧室内雾化参数的周向分布均匀性比在大气环境中波动更大。
为了了解小尺度受限空间中离心式喷嘴的雾化特性,设计了四旋流槽离心式喷嘴和小尺度模拟燃烧室,采用相位多普勒粒子动态分析仪(PDA),观测了喷射压力对模拟燃烧室内雾化性能的影响。引入离散系数cv对喷雾场雾化参数的周向分布规律进行了着重分析。结果表明:模拟燃烧室内,喷射压力越大,液滴索特尔平均直径D32的值越小；在z∈[41.5,4.2]的轴向距离范围内,喷射压力对vz的影响不明显。由于壁面作用,液滴D32的周向分布均匀性随着径向距离的增加变差；距离喷嘴出口越远处,液滴D32的周向分布均匀性越好。在喷射压力相同条件下,同一喷嘴在模拟燃烧室内雾化参数的周向分布均匀性比在大气环境中波动更大。
2013, 34(7):950-955.
摘要:
在超燃燃烧室凹腔上游及其底部近前壁面处布置电极产生丝状等离子体,基于准直流电弧放电热阻塞原理,采用数值模拟方法研究了等离子体对燃烧室均温、凹腔均温、剪切层、凹腔阻力以及质量交换率的影响。结果显示:等离子体对燃烧室整体的温升效应可以忽略,但能够明显提高凹腔内平均温度；受丝状等离子体对凹腔的预热及对剪切层的“切割”作用,剪切层中沿流动方向的涡强度降低,从而降低了凹腔前缘及后缘撞击激波强度,使其附近压力分布更平滑；丝状等离子体存在时,凹腔阻力系数明显下降,质量交换率也大幅提高,但增大等离子体输入功率对改善控制效果的影响不明显。
在超燃燃烧室凹腔上游及其底部近前壁面处布置电极产生丝状等离子体,基于准直流电弧放电热阻塞原理,采用数值模拟方法研究了等离子体对燃烧室均温、凹腔均温、剪切层、凹腔阻力以及质量交换率的影响。结果显示:等离子体对燃烧室整体的温升效应可以忽略,但能够明显提高凹腔内平均温度；受丝状等离子体对凹腔的预热及对剪切层的“切割”作用,剪切层中沿流动方向的涡强度降低,从而降低了凹腔前缘及后缘撞击激波强度,使其附近压力分布更平滑；丝状等离子体存在时,凹腔阻力系数明显下降,质量交换率也大幅提高,但增大等离子体输入功率对改善控制效果的影响不明显。
2013, 34(7):956-961,996.
摘要:
为探索C/SiC喷管在固液冲压发动机上应用的可行性以及固液冲压发动机工作环境下的烧蚀行为,对冲压发动机针刺C/SiC复合材料喷管进行了研究。研究结果表明:针刺C/SiC复合材料喷管能够适应冲压发动机富氧、长时间的工作环境；C/SiC复合材料喷管入口段和扩张段存在轻微的氧化,喉部以热化学烧蚀为主,收敛段以热化学烧蚀和热机械侵蚀为主；收敛段为整个喷管的薄弱环节,应根据不同的工作条件和烧蚀机理,对C/SiC喷管的厚度进行分别设计。
为探索C/SiC喷管在固液冲压发动机上应用的可行性以及固液冲压发动机工作环境下的烧蚀行为,对冲压发动机针刺C/SiC复合材料喷管进行了研究。研究结果表明:针刺C/SiC复合材料喷管能够适应冲压发动机富氧、长时间的工作环境；C/SiC复合材料喷管入口段和扩张段存在轻微的氧化,喉部以热化学烧蚀为主,收敛段以热化学烧蚀和热机械侵蚀为主；收敛段为整个喷管的薄弱环节,应根据不同的工作条件和烧蚀机理,对C/SiC喷管的厚度进行分别设计。
2013, 34(7):962-967.
摘要:
针对涡轮盘在初期设计过程中可利用试验数据少的问题,采用区间模型描述不确定性,以非概率可靠性模型描述可靠性,提出了基于区间不确定性的涡轮盘强度可靠性优化设计方法。同时,为了提高该方法的计算效率,提出两级分阶段构造法,建立非概率可靠性指标关于设计变量的响应面函数,并以此响应面函数表征可靠性约束,从而将可靠性优化设计的双重优化过程转化为单重优化过程,简化了算法结构。典型涡轮盘强度可靠性优化设计算例结果表明,所提方法降低了对试验数据量的需求,且计算成本较低,计算效果较好,能够较好适用于涡轮盘的初期设计。
针对涡轮盘在初期设计过程中可利用试验数据少的问题,采用区间模型描述不确定性,以非概率可靠性模型描述可靠性,提出了基于区间不确定性的涡轮盘强度可靠性优化设计方法。同时,为了提高该方法的计算效率,提出两级分阶段构造法,建立非概率可靠性指标关于设计变量的响应面函数,并以此响应面函数表征可靠性约束,从而将可靠性优化设计的双重优化过程转化为单重优化过程,简化了算法结构。典型涡轮盘强度可靠性优化设计算例结果表明,所提方法降低了对试验数据量的需求,且计算成本较低,计算效果较好,能够较好适用于涡轮盘的初期设计。
2013, 34(7):968-976.
摘要:
为了获得复合材料气瓶合理的有限元分析模型,并能够有效地掌握气瓶固有的变化规律,以不锈钢316L为内衬、碳纤维(T1000GB)/环氧树脂(BA202)为复合层的高压气瓶作为研究对象,介绍了一种采用螺旋缠绕与环向缠绕组合线型的缠绕设计方法。利用该方法确定复合层厚度、缠绕角、缠绕层数等参数,运用ANSYS程序,采用薄壁壳单元shell91建立了复合层多层结构模型,得出了气瓶应力、应变分布规律,并给出了气瓶疲劳破坏点和起裂点处失效参数的变化历程,最后,将ANSYS计算结果与试验实测结果作了比对分析,为定量化研究复合材料气瓶提供准确的数据支持。研究结果表明:ANSYS数值仿真结果与试验结果吻合良好,采用壳单元shell91可以比较正确地模拟复合层的多层结构；柱形复合材料气瓶破坏薄弱点位于筒体(靠封头)部位,气瓶受环向膨胀力影响较大,易使其沿纵向撕裂；随瓶内压力升高,薄壁内衬发生完全塑性变形,复合层仅发生弹性变形。
为了获得复合材料气瓶合理的有限元分析模型,并能够有效地掌握气瓶固有的变化规律,以不锈钢316L为内衬、碳纤维(T1000GB)/环氧树脂(BA202)为复合层的高压气瓶作为研究对象,介绍了一种采用螺旋缠绕与环向缠绕组合线型的缠绕设计方法。利用该方法确定复合层厚度、缠绕角、缠绕层数等参数,运用ANSYS程序,采用薄壁壳单元shell91建立了复合层多层结构模型,得出了气瓶应力、应变分布规律,并给出了气瓶疲劳破坏点和起裂点处失效参数的变化历程,最后,将ANSYS计算结果与试验实测结果作了比对分析,为定量化研究复合材料气瓶提供准确的数据支持。研究结果表明:ANSYS数值仿真结果与试验结果吻合良好,采用壳单元shell91可以比较正确地模拟复合层的多层结构；柱形复合材料气瓶破坏薄弱点位于筒体(靠封头)部位,气瓶受环向膨胀力影响较大,易使其沿纵向撕裂；随瓶内压力升高,薄壁内衬发生完全塑性变形,复合层仅发生弹性变形。
2013, 34(7):977-983.
摘要:
针对发动机性能评估参数存在多重共线性且数量过多的问题,提出一种依据类间方差和距离判别的聚类方法。将相似个体化为一类,并取类中均值作为分析对象,大大减少了参数维数；在支持向量数据描述(Support Vector Data Description)算法基础上,引入超球体核距离度量,将多参数转化为单参数,解决了参数过多相互矛盾的问题。特征空间上一点与超球体中心的距离表征发动机的性能衰退程度,并给出了性能开始衰退与性能明显恶化的阀值曲线。考虑聚类后类中参数对发动机性能评估的贡献不同,提出基于改进粒子群算法优化多尺度核函数参数和惩罚因子C。仿真结果表明:考虑了多尺度参数后,发动机性能状况较单尺度参数能更好的符合实际使用情况。聚类后多尺度参数与原参数的评估结果基本一致。
针对发动机性能评估参数存在多重共线性且数量过多的问题,提出一种依据类间方差和距离判别的聚类方法。将相似个体化为一类,并取类中均值作为分析对象,大大减少了参数维数；在支持向量数据描述(Support Vector Data Description)算法基础上,引入超球体核距离度量,将多参数转化为单参数,解决了参数过多相互矛盾的问题。特征空间上一点与超球体中心的距离表征发动机的性能衰退程度,并给出了性能开始衰退与性能明显恶化的阀值曲线。考虑聚类后类中参数对发动机性能评估的贡献不同,提出基于改进粒子群算法优化多尺度核函数参数和惩罚因子C。仿真结果表明:考虑了多尺度参数后,发动机性能状况较单尺度参数能更好的符合实际使用情况。聚类后多尺度参数与原参数的评估结果基本一致。
2013, 34(7):984-990.
摘要:
针对重结晶法硼包覆工艺的不足,采用了双溶剂法对硼颗粒进行包覆。应用pH法对包覆效果进行验证。设计正交实验研究了超声波混合时间、蒸发温度和搅拌速度这三种因素对双溶剂法包覆效果的影响。试验结果表明:双溶剂法的包覆效果要优于重结晶法；超声波混合时间的最优水平为10min,使用超声波混合可以有效地提高双溶剂法包覆效果；蒸发温度的最优水平为350℃,提高蒸发温度有利于促进包覆效果,但温度越高时,提高温度对包覆效果的促进作用将减弱；搅拌速度的最优水平为200r/min,一定的搅拌速度可以维持硼在溶液中的均匀分散,有利于硼颗粒的包覆,但搅拌速度过快又会使已经包覆在硼颗粒表面的LiF在剪切力的作用下重新从硼表面脱落,降低了包覆效果。
针对重结晶法硼包覆工艺的不足,采用了双溶剂法对硼颗粒进行包覆。应用pH法对包覆效果进行验证。设计正交实验研究了超声波混合时间、蒸发温度和搅拌速度这三种因素对双溶剂法包覆效果的影响。试验结果表明:双溶剂法的包覆效果要优于重结晶法；超声波混合时间的最优水平为10min,使用超声波混合可以有效地提高双溶剂法包覆效果；蒸发温度的最优水平为350℃,提高蒸发温度有利于促进包覆效果,但温度越高时,提高温度对包覆效果的促进作用将减弱；搅拌速度的最优水平为200r/min,一定的搅拌速度可以维持硼在溶液中的均匀分散,有利于硼颗粒的包覆,但搅拌速度过快又会使已经包覆在硼颗粒表面的LiF在剪切力的作用下重新从硼表面脱落,降低了包覆效果。
2013, 34(7):991-996.
摘要:
为研究NEPE推进剂的老化情况,探讨了运用连续松弛谱表征NEPE推进剂老化进程的方法。分别对在80℃,75℃,70℃,65℃下加速老化的NEPE推进剂进行动态力学分析试验,数据表明,NEPE推进剂的连续松弛谱可以直观全面表征推进剂高分子多层结构的粘弹性特性,且同一加速老化温度下随老化时间增加动态粘弹性连续松弛谱频率分布范围逐步收窄,结合推进剂老化机理分析,该变化趋势可以表征推进剂老化进程。
为研究NEPE推进剂的老化情况,探讨了运用连续松弛谱表征NEPE推进剂老化进程的方法。分别对在80℃,75℃,70℃,65℃下加速老化的NEPE推进剂进行动态力学分析试验,数据表明,NEPE推进剂的连续松弛谱可以直观全面表征推进剂高分子多层结构的粘弹性特性,且同一加速老化温度下随老化时间增加动态粘弹性连续松弛谱频率分布范围逐步收窄,结合推进剂老化机理分析,该变化趋势可以表征推进剂老化进程。
2013, 34(7):997-1001.
摘要:
为了优化汽油/空气两相PDE中的助爆装置,通过试验研究了助爆装置对爆震波触发特性的影响,重点分析了在锯齿型扰流器、环型扰流器、螺旋型扰流器、多管蒸发器和半球型激波反射器等助爆装置作用下爆震管内的火焰传播速度及压力变化历程,确定了助爆装置的助爆性能。研究结果表明:锯齿型、环型及螺旋型三种扰流器中螺旋型扰流器的助爆性能最佳,环型扰流器最差；无论哪种扰流器下,改善燃油蒸发均有助于爆震波触发；使用激波反射器对提高火焰传播速度和爆震波压力具有一定作用。
为了优化汽油/空气两相PDE中的助爆装置,通过试验研究了助爆装置对爆震波触发特性的影响,重点分析了在锯齿型扰流器、环型扰流器、螺旋型扰流器、多管蒸发器和半球型激波反射器等助爆装置作用下爆震管内的火焰传播速度及压力变化历程,确定了助爆装置的助爆性能。研究结果表明:锯齿型、环型及螺旋型三种扰流器中螺旋型扰流器的助爆性能最佳,环型扰流器最差；无论哪种扰流器下,改善燃油蒸发均有助于爆震波触发；使用激波反射器对提高火焰传播速度和爆震波压力具有一定作用。
2013, 34(7):1002-1008.
摘要:
为了预估霍尔推力器的寿命,改进了用于半经验公式法的点源模型使原方法计算精度获得优化。在文献已有实验条件和结果的基础上,考察了改进半经验公式法及简易解析模型法的可靠性,结果表明,简易解析模型法在1000h以后的误差逐渐扩大,改进半经验公式法虽然计算精度较好,但需要短寿命实验结果为其提供确定参数的依据。为了在推力器设计阶段和无实验结果的条件下提供保证精度的寿命预估手段,建立了将两种方法结合的混合方法,该方法与简易解析模型法对比表明,运行4000h后SPT内、外壁面计算值的平均相对误差由13.53%和45.28%下降到4.84%和21.2%。采用此方法考察了推力器运行参数改变对寿命的影响规律。
为了预估霍尔推力器的寿命,改进了用于半经验公式法的点源模型使原方法计算精度获得优化。在文献已有实验条件和结果的基础上,考察了改进半经验公式法及简易解析模型法的可靠性,结果表明,简易解析模型法在1000h以后的误差逐渐扩大,改进半经验公式法虽然计算精度较好,但需要短寿命实验结果为其提供确定参数的依据。为了在推力器设计阶段和无实验结果的条件下提供保证精度的寿命预估手段,建立了将两种方法结合的混合方法,该方法与简易解析模型法对比表明,运行4000h后SPT内、外壁面计算值的平均相对误差由13.53%和45.28%下降到4.84%和21.2%。采用此方法考察了推力器运行参数改变对寿命的影响规律。
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