全文中文摘要

不同間隙大小軸流壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉尖泄漏非定常流動(dòng)的DDES研究/鐘路陽(yáng) 柳陽(yáng)威 陸利蓬

摘要：葉尖泄漏流動(dòng)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)性能有很大的影響，對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)值模擬十分重要。延遲脫落渦模擬（DDES）方法在保證計(jì)算準(zhǔn)確性的同時(shí)節(jié)省了計(jì)算資源。本文針對(duì)不同間隙大小和不同工況對(duì)大尺寸低速軸流壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行了DDES模擬。將時(shí)均結(jié)果與瞬時(shí)結(jié)果進(jìn)行了比較，分析了不同葉尖尺寸下流動(dòng)的非定常性。然后利用LUMLEY三角形分析了葉尖泄漏流動(dòng)的雷諾應(yīng)力各向異性。各向異性沿葉尖泄漏渦向下游發(fā)展方向變化。小間隙情況下各向異性較弱，這是由于小間隙情況下流動(dòng)更加穩(wěn)定。最后，利用快速傅里葉變換（FFT）分析了泄漏渦核心的速度脈動(dòng)頻譜，討論了泄漏流動(dòng)的非定常性。

高負(fù)荷軸流壓氣機(jī)內(nèi)以氦-氙混合氣為工作介質(zhì)的評(píng)估/Adil Malik Qun Zheng Hamza Fawzy Naseem AhmedSalman A.Ahmed

摘要：本文評(píng)價(jià)了分子量為15g/mole的氦-氙雙項(xiàng)混合氣體作為流動(dòng)工質(zhì)在核電廠軸流壓氣機(jī)的應(yīng)用。由于純氦具有普遍的傳輸特性，在很多情況下很難被壓縮，因此是一種最佳的冷卻劑。同時(shí)，純氦工質(zhì)在高溫氣冷堆（HTGR）的應(yīng)用引起了渦輪機(jī)械的尺寸更大、質(zhì)量越來(lái)越大、成本更高及葉輪機(jī)械的動(dòng)力問(wèn)題。為此，本文設(shè)計(jì)了一臺(tái)高負(fù)荷氦氙壓氣機(jī)，并對(duì)其性能進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示，只有18%的氦氣壓氣機(jī)級(jí)需要在高負(fù)荷氦氣-氙氣壓氣機(jī)中將氣體壓縮至所需壓力。通過(guò)設(shè)計(jì)分析，工作在閉式布雷頓循環(huán)（CBC）中高溫氣冷堆（HTGR）壓氣機(jī)，可由16級(jí)減少到2級(jí)。因此，在高溫氣冷堆電廠的渦輪壓壓氣中，氦氙比純氦更有優(yōu)勢(shì)。

準(zhǔn)一維歐拉方程非定常伴隨方法研究/田俍媛 季路成 李 鑫

摘要：隨葉輪機(jī)部件設(shè)計(jì)要求的日益提升，依托優(yōu)化方法進(jìn)一步提高其性能是當(dāng)今設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)。依靠經(jīng)驗(yàn)的人工調(diào)節(jié)和全局優(yōu)化難以保證設(shè)計(jì)效率，因此，局域優(yōu)化成為優(yōu)化的主流方法，尤其是伴隨方法。盡管內(nèi)、外流領(lǐng)域定常流動(dòng)和外流領(lǐng)域非定常流動(dòng)的伴隨方法已得到廣泛關(guān)注與研究，內(nèi)流領(lǐng)域的時(shí)間推進(jìn)非定常伴隨方法的研究卻依然較少。本文詳細(xì)推導(dǎo)了準(zhǔn)一維歐拉方程的非定常伴隨方程，并給出具體的離散格式，并繼而在一維管道中實(shí)現(xiàn)了非定常伴隨敏感性分析。通過(guò)與復(fù)變函數(shù)法獲得的梯度場(chǎng)比較，證明了本文伴隨方程和數(shù)值離散格式的正確性，為葉輪機(jī)械三維時(shí)間精確伴隨優(yōu)化研究提供了基礎(chǔ)平臺(tái)。

離心葉輪多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)/王繼磊 楊金廣 劉 艷 張?zhí)戾?/p>

摘要：本文提出了一種徑流式葉輪機(jī)械的參數(shù)化方法，并編寫(xiě)了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序。通過(guò)集成參數(shù)化，網(wǎng)格生成和數(shù)值計(jì)算三個(gè)模塊構(gòu)建了離心壓縮機(jī)葉輪優(yōu)化平臺(tái)。本研究使用商業(yè)優(yōu)化軟件Isight進(jìn)行優(yōu)化，計(jì)算流體力學(xué)軟件Numeca用于流場(chǎng)計(jì)算。選用Krain葉輪驗(yàn)證優(yōu)化系統(tǒng)。選取影響平均中弧線形狀的8個(gè)參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，以等熵效率和總壓比作為目標(biāo)函數(shù)。最終，通過(guò)優(yōu)化得到了性能最佳的葉輪，并驗(yàn)證了參數(shù)化方法的可靠性和集成多目標(biāo)優(yōu)化平臺(tái)的有效性。

板式無(wú)蝸殼離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)分析及分流葉片影響/馬寅輝 張一帆 竇華書(shū) 葉信學(xué) 曹文斌 陳永寧

摘要：提高出口靜壓及效率是改善無(wú)蝸殼后向離心風(fēng)機(jī)性能的關(guān)鍵指標(biāo)，本研究試圖采用一種分流葉片結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)目的。研究表明，無(wú)蝸殼離心風(fēng)機(jī)的損失在低流量工況下主要由葉片吸力面分離渦導(dǎo)致，在高流量工況下主要由二次流等因素引起。通過(guò)研究不同長(zhǎng)度系數(shù)的分流葉片對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)的影響，發(fā)現(xiàn)分流葉片長(zhǎng)度為葉片長(zhǎng)度的一半，在整個(gè)流量范圍內(nèi)，均能達(dá)到減少分離渦和抑制二次流的效果，使得低流量和高流量下的靜壓效率均有大幅提高。

多翼離心風(fēng)機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)改型設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究/林圣全 丁云斌 李嘉淵

摘要：為了研究翼型葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)多翼離心風(fēng)機(jī)性能的影響情況，本文以某家用抽油煙機(jī)為研究對(duì)象，結(jié)合數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)測(cè)量的方法，通過(guò)改變?nèi)~片弦長(zhǎng)和相對(duì)彎度，對(duì)原風(fēng)機(jī)進(jìn)行改型設(shè)計(jì)。研究結(jié)果表明，適當(dāng)增大葉片弦長(zhǎng)和相對(duì)彎度，有利于提高翼型升阻比，減小蝸殼內(nèi)渦旋區(qū)域。分析改進(jìn)前后風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能和噪聲測(cè)試結(jié)果可知，葉片改型后風(fēng)機(jī)性能得到明顯提升，變弦長(zhǎng)處理和變彎度處理后風(fēng)機(jī)最大全壓效率分別提高4%和5%，低頻段平均降噪5.5dB和4.8dB。

輪緣密封布置對(duì)轉(zhuǎn)靜系內(nèi)主流入侵的影響/賈興運(yùn) 周 杰 安志強(qiáng) 鄭 群 張 海

摘要：本文中利用氣熱耦合的數(shù)值方法對(duì)不同輪緣密封結(jié)構(gòu)下的渦輪盤(pán)腔內(nèi)部的流動(dòng)和傳熱特性開(kāi)展數(shù)值研究。高半徑位置處的徑向間隙可以不但可以封鎖主流入侵同時(shí)可以防止掃吹流直接進(jìn)入主流通道。與簡(jiǎn)單的軸向間隙輪緣密封相比徑向間隙的輪緣結(jié)構(gòu)可以改善渦輪盤(pán)固體的溫度場(chǎng)分布，并將封嚴(yán)效率提高約3%～10%。軸-徑間隙輪緣密封保持了徑向間隙的優(yōu)勢(shì)，并進(jìn)一步減小了主流入侵對(duì)轉(zhuǎn)靜輪盤(pán)溫度分布的負(fù)面影響。在軸-徑間隙輪緣密封最小封嚴(yán)流量條件下，與軸向間隙輪緣密封對(duì)比，封嚴(yán)效率提高5.29%，氣動(dòng)效率提高1.8%。

輪蓋密封和輪盤(pán)密封對(duì)離心壓縮機(jī)級(jí)性能影響的數(shù)值研究/薛米米 程 林

摘要：為了探究輪蓋密封和輪盤(pán)密封對(duì)壓縮機(jī)級(jí)性能的影響，文章以某臺(tái)氨制冷壓縮機(jī)其中四級(jí)為研究對(duì)象，數(shù)值分析了考慮密封前后離心壓縮機(jī)級(jí)的性能。計(jì)算結(jié)果表明：當(dāng)壓縮機(jī)級(jí)的靜-總壓比相同時(shí)，考慮密封后，離心壓縮機(jī)級(jí)在整個(gè)流量工況范圍內(nèi)的總壓比和等熵效率都有所降低，且在小流量工況時(shí)下降更為明顯；在同一級(jí)中，輪蓋密封泄漏比輪盤(pán)密封泄漏嚴(yán)重；在同一壓縮機(jī)中，隨著壓縮機(jī)級(jí)壓差的增大，密封對(duì)級(jí)性能的影響逐漸變大?？紤]密封后，密封內(nèi)泄漏使得離心壓縮機(jī)級(jí)的性能降低，設(shè)計(jì)點(diǎn)的質(zhì)量流量降低了約3.5至5個(gè)百分點(diǎn)，等熵效率降低了約1.5至6個(gè)百分點(diǎn)。

典型軸流對(duì)轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)噪聲測(cè)量與實(shí)驗(yàn)研究/楊 野 王良鋒 楊黨國(guó)

摘要：為了研究軸流對(duì)轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)的主要噪聲源和進(jìn)出口噪聲傳播規(guī)律，開(kāi)展了典型軸流對(duì)轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)在自由場(chǎng)中的噪聲測(cè)量實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)選用BSWA MPA401型號(hào)1/4英寸自由場(chǎng)傳聲器，分別采用半圓形傳聲器陣列和非均勻分布的線性傳聲器陣列對(duì)某軸流對(duì)轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)噪聲特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量，研究了該風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲頻譜特性、噪聲指向性特性和進(jìn)出口噪聲源分布特性。結(jié)果表明：?jiǎn)我粼肼暤姆逯殿l率集中在第一級(jí)轉(zhuǎn)子的基頻及其2倍諧頻和兩級(jí)轉(zhuǎn)子對(duì)轉(zhuǎn)的基頻上；進(jìn)口方向噪聲聲壓級(jí)顯著大于出口方向。第二級(jí)轉(zhuǎn)子和下游支板對(duì)第一級(jí)轉(zhuǎn)子基頻噪聲阻擋作用明顯，一定程度上降低了出口噪聲源的聲壓級(jí)。

輪盤(pán)-軸組件結(jié)合面螺栓等效剛度及其對(duì)動(dòng)力學(xué)特性影響的研究/馬 躍 吳 甜 孫 新 張 偉 韓清凱

摘要：輪盤(pán)-軸組件的結(jié)合面特性對(duì)轉(zhuǎn)子靜動(dòng)特性有著重要的影響，并且螺栓緊固質(zhì)量是其中重要因素之一。本文以某輪盤(pán)-軸組件為研究對(duì)象，采用彈簧阻尼單元等效處理結(jié)合面的螺栓連接，建立組件整體有限元模型。然后，基于吉村允孝的結(jié)合面等效剛度計(jì)算理論，提取試驗(yàn)測(cè)得的輪盤(pán)-軸組件結(jié)合面的面壓參數(shù)，對(duì)等效模型中的彈簧阻尼單元各向剛度進(jìn)行校準(zhǔn)。對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，并結(jié)合模態(tài)測(cè)試的振型和固有頻率數(shù)據(jù)，結(jié)果表明，該等效模型能夠很好地模擬螺栓連接特性對(duì)輪盤(pán)-軸組件動(dòng)態(tài)特性的影響。最后，基于該等效模型計(jì)算分析了螺栓連接等效連接剛度的大小和離散度對(duì)組件動(dòng)態(tài)特性的影響規(guī)律。

考慮接觸效應(yīng)的拉桿轉(zhuǎn)子非線性動(dòng)力學(xué)特性分析/申 鵬 劉瀟波 趙 立 閆建勇 柳亦兵

摘要：本文建立了兩盤(pán)拉桿式轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，模型受不平衡力和非線性油膜力激勵(lì)，拉桿轉(zhuǎn)子輪盤(pán)之間接觸剛度由接觸理論計(jì)算得到，采用4階龍格庫(kù)塔法進(jìn)行求解，并使用分岔圖和Poincare映射對(duì)比分析了不同的轉(zhuǎn)速下，拉桿轉(zhuǎn)子與單盤(pán)整體轉(zhuǎn)子的非線性動(dòng)特性的差異。通過(guò)研究得到以下結(jié)論：隨著轉(zhuǎn)速變化，相比于單盤(pán)整體式轉(zhuǎn)子，考慮盤(pán)間接觸效應(yīng)的影響會(huì)使系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)行為更加復(fù)雜，在中高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)拉桿轉(zhuǎn)子系統(tǒng)響應(yīng)狀態(tài)在周期運(yùn)動(dòng)與準(zhǔn)周期運(yùn)動(dòng)或混沌運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間出現(xiàn)多次反復(fù)，拉桿轉(zhuǎn)子系統(tǒng)初次發(fā)生分岔的轉(zhuǎn)速值變大，響應(yīng)的幅值減小，在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，盤(pán)間接觸狀態(tài)對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)影響較小，系統(tǒng)不受轉(zhuǎn)速變化影響。

主動(dòng)磁懸浮軸承在壓縮機(jī)及鼓風(fēng)機(jī)應(yīng)用的技術(shù)進(jìn)展/陰宏宇 劉 路 王躍方 李健偉

摘要：主動(dòng)磁懸浮軸承是一種新型的高性能機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有無(wú)機(jī)械磨損、噪聲低、無(wú)需密封和潤(rùn)滑、壽命長(zhǎng)和控制靈活等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)領(lǐng)域得到成功應(yīng)用。本文首先介紹了國(guó)內(nèi)外磁懸浮軸承的發(fā)展?fàn)顩r，之后，總結(jié)了磁懸浮軸承在集成式壓縮機(jī)領(lǐng)域和磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用情況。探討了近十年國(guó)內(nèi)外對(duì)于磁懸浮軸承技術(shù)的研究進(jìn)展和其中包括的研究熱點(diǎn)問(wèn)題。最后，展望了磁懸浮軸承未來(lái)的應(yīng)用前景。