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中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会

召开年：2005
召开地：太原
出版时间： 2005-09

主办单位：中国航空学会

会议文集：中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会议论文集

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1.高超声速飞行与TBCC
- 陈大光
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：到目前为止,空间飞行器一直是以火箭发动机为动力,垂直发射.但火箭发动机在大气层内低速飞行时比冲相对较低、可靠性相对较差.今后为了开发利用空间资源,需大量发射空间飞行器,因此提出了像飞机一样可多次重复使用、成本低、可靠性和安全性高的要求.吸空气发动机,包括燃气涡轮发动机和冲压发动机在大气层内飞行其比冲是各类发动机中最高的.而航空燃气涡轮发动机有长期的使用经验,实践证明它有非常好的可靠性,因此在高超声速飞行器上,使用以燃气涡轮发动机为基础,将冲压发动机一起组成联合或组合循环(TBCC)是个很有前景的动力方案.本文重点介绍TBCC方案中的燃气涡轮发动机和以TBCC为低速段动力的水平起飞着陆的航天器方案,并对不同方案进行了简单比较。
2.某型发动机新件低压涡轮叶片叶冠掉块故障的分析
- 孟憬非;黄庆南;赵光电;张志强;刘浩;刘庆泉
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：通过对故障件的尺寸检测、加工制造工艺复查、断口分析、结构、强度分析等一系列工作,查清了叶冠掉块失效原因.叶冠转接R不圆滑、存在尖角造成应力集中是引起故障的主要因素.相邻原机件叶片弦宽尺寸超差,锯齿形工作接触面积小,以及非工作面局部碰磨,对造成故障也有重要影响.针对性采取完善工艺的改进措施,经试车考核,排除了故障,验证了排故措施的有效性。
3.NAPA软件的并行化研究和效率分析
- 金君;梁德旺;黄国平
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：本文实现了基于MPI(MessagePassingInterface)消息传递库的三维全粘性湍流计算软件NAPA的并行化,搭建了基于Linux集群的并行计算平台,并在该平台上对高超声速进气道、微型飞行器、NACA0012等翼形算例进行了测试校核,得到了各算例的加速比和并行效率,分析了通讯比例,负载平衡度以及通讯模式等影响并行效率的几个重要因素,并使用IntelClusterTools和Vtune工具对NAPA程序进行了算法和代码效率优化,经高超声速进气道的算例的测试,效率提高了55.33﹪.
4.节流比对推力曲线与约束分析的影响
- 昌中宏;朱之丽
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：本文研究了不同节流比对小涵道比涡扇发动机的推力变化率,约束分析的影响.结果表明节流比大的发动机在高马赫数时推力大,因此发动机的高速推力性能更好.在获得不同节流比对应的推力变化率后进一步研究了节流比对AAF战斗机的约束分析和任务分析的影响.约束分析的结果表明节流比越大,解空间越大;在同样的任务剖面要求下飞机的推重比可以降低,机翼载荷可以增大,使得飞机性能提升.这些研究结果有助于进一步对高性能发动机进行更精确的约束分析与任务分析,为未来新一代高推重比、低耗油率发动机预研提供参考.
5.内乘波式进气道内收缩基本流场研究
- 尤延铖;梁德旺
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：内收缩基本流场的设计直接决定了内乘波式进气道最终性能.编制二维轴对称特征线法程序,实现了来流马赫数6条件下的内收缩锥基本流场计算.提出以两道曲激波将内收缩锥流场划分为三个区域,反射激波与基本流场的交点所在平面流量平均参数作为内收缩锥基本流场的性能评价参数.分析发现,内收缩锥基本流场流动特征与平面二维流动和外锥流动存在显著不同,该类流场流动损失与二维平面流动相当,但压缩能力强.当内锥角与二维平面斜激波转折角同为14度时,直内锥流场总压恢复系数低0.034,但增压比是二维平面流场的2.8倍.内锥角、中心体半径比两个几何参数对流场性能的影响具有相似规律,本文给出了相应表达式,从而为内乘波式进气道的设计提供了依据。
6.高超声速进气道再起动特征分析
- 袁化成;梁德旺
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：对典型高超声速二元进气道二维流场进行了数值分析,研究了高超声速进气道不起动和再起动过程,结果发现:当高超声速进气道不起动发生后,加大来流马赫数到起动马赫数,进气道不能立即再起动,继续加大来流马赫数到一定数值时,进气道可以再起动,但再起动马赫数远大于起动马赫数,小于设计马赫数.同时还发现高超声速进气道再起动过程也存在迟滞回路现象,但不同于常规进气道的再起动特征。
7.某型飞机推进系统建模及超音速巡航优化分析
- 马志超;唐海龙
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：本文在某发动机计算模型基础上,考虑了进/发匹配、发动机和喷管后体性能匹配,利用MATLAB/SIMULINK软件,建立了推进系统稳态计算模型.根据此模型,利用MATLAB7.0中遗传算法工具箱,分别以燃油消耗量最小和涡轮前温度最小为优化目标,对不加力超音速巡航段进行性能寻优.分析结果表明,通过综合调节油门杆、喷管的喉部面积、放气活门,可以明显改善推进系统性能。
8.气膜冷却三维流场数值模拟与分析
- 史万里;葛宁
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：采用商用软件FLUENT对具有倾斜射流角的侧向扩散形孔和簸箕形孔的冷气射流进行了数值模拟,并对计算结果进行比较,同时分析了这两种孔形的流动机理,为今后工程应用打下一定的基础。
9.一种发动机性能仿真通用模型的建模方法研究
- 仲如浩;唐海龙
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：介绍了一种可以对多种结构发动机进行性能仿真的通用模型,发动机结构可以根据研制需要自己定义.对该模型的功能和建立过程中遇到的几点关键问题进行了理论分析和方法研究,并介绍了一些程序编制中的逻辑方法。
10.DSMC方法模拟微尺度流动时特征参数选取的研究
- 冯萍;黄国平;梁德旺
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：微型涡轮发动机、微型火箭发动机等均存在微尺度流动,MonteCarlo直接模拟(DSMC)方法是模拟这一类流动最有效的方法.本文利用DSMC算法对微尺度平板附面层流动进行了数值模拟研究.分析了算法中三个主要特征参数:采样循环数、单位网格粒子数和子网格数对模拟结果的影响.得出采样循环数增加到一定程度后,计算结果基本稳定,考虑到机时取在8左右最佳;单位网格粒子数过多或过少都会使机时增加,太少了还会影响计算结果,建议4～5个左右;子网格数对运算时间影响很大,研究发现每个网格内的子网格内数为4最节约计算时间.最后通过微通道内流动计算进一步证实了本文获得的参数选择方法的正确性.
11.基于Intel Xeon Em64t集群实现对CFD软件的优化
- 王宁;金君
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：本文介绍了如何基于IntelEm64t平台上对南京航空航天大学的自主开发的CFD软件Napa进行优化的几种方法.介绍了如何使用一些软件工具对应用进行优化.使用Vtune性能分析器察看hotspot,然后通过对算法实施改进,以及针对处理器和平台所作的代码优化后,进而通过Intel集群工具分析并行子任务在集群上的负载平衡和通信状态,保证了应用在集群上实现负载平衡.优化后代码的总体性能提高了55.33﹪。
12.微型离心压气机叶轮设计与性能数值分析
- 陈杰;黄国平;梁德旺
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：本文介绍了微型离心压气机叶轮设计过程,对一维流路设计中叶轮进、出口几何参数的选取方法进行了研究,给出了微型离心压气机叶轮进出口几何参数的选取方法.数值模拟并分析了设计的MC110A微型离心压气机叶轮流场、性能及其特性线,并针对叶轮内流动得出了一些改善叶轮性能的设计途径。
13.重型燃机压气机摸底与先进性评述及挖潜的几个设想
- 周卫国;韩雪
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：通过对重型燃机压气机的摸底计算,了解其设计方法以及设计的先进性,找出其设计中存在的问题,并根据其性能提出对其进行改进和挖潜的几个设想。
14.高超声速飞机涡轮/冲压组合动力装置并联方案研究
- 朱大明;陈敏;张津;唐海龙
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：为满足高超声速运输机在宽广的工作范围内(Ma=0～5,H=0～30km)稳定,可靠工作,本文对涡轮/冲压组合动力装置并联方案展开了研究.首先建立了适合高超声速飞行的涡扇发动机,冲压发动机可变几何的部件级详细性能计算模型,并经试验数据校.在此基础上利用发动机设计点热力循环分析和非设计点性能分析对设计参数和控制规律进行优选,同时考虑了进气道/发动机流量匹配对发动机特性的影响,最终给出一种并联布局涡轮风扇/亚燃冲压组合发动机总体性能设计方案。
15.某型起动机修改设计与数值计算验证
- 葛宁;姚四伟
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：针对某型起动机提高输出功率的要求,重新设计了离心压气机,为验证新压气机的匹配性能,进行了压气机-涡轮共同工作的全三维数值模拟研究.计算结果表明设计状态下的新压气机性能有所提高,起动机输出功率增加近13﹪。
16.低雷诺数叶型设计技术研究
- 刘太秋;杜辉
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：本文改进设计了适应高空低雷诺数流动条件下的二维压气机叶栅,并采用商业S1流场计算软件MISBS程序系统进行了流场计算与对比分析,探索了高空低雷诺数对压气机叶片性能的影响,并以发展适应低雷诺数流动,设计具有较强抗分离能力的新叶型为最终目标.同时进行了叶型设计技术和准则的研究,为最终突破低雷诺数流动条件下叶型设计的关键技术提供可行的途径,并为三维叶片优化造型打下基础.
17.方形孔湍流横向射流大涡模拟及发卡涡运动特性研究
- 高扬;葛宁
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：本文采用大涡模拟方法对方形孔湍流横向射流进行了数值模拟,对计算结果作了演示,并对流场中出现的发卡涡(hairpinvortex)的结构、时间历程以及形成原因作了简要分析,为今后分析和揭示射流流场的流动机理打下了一定的基础。
18.直升机旋翼下洗流动对某型涡轴发动机稳态性能的影响
- 骆晓臣;张元
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：本文以某型涡轴发动机为例,结合旋翼所产生下洗流动的作用,数值模拟了其悬停和前飞状态下进气系统的稳态流动,并结合发动机稳态性能计算程序,研究了直升机旋翼下洗流动对发动机性能的影响。
19.基于模型辨识法的某型涡轴发动机地面台架性能检测
- 邓伟为;朱之丽
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：本文以某型涡轴发动机为研究对象,利用多状态点模型辨识法对某型涡轴发动机进行地面台架试车性能检测;通过与已知的性能检测结果进行对比,对此模型进行了校核;分析了状态点、测量参数、权重等对检测结果的影响,并给出了相应的检测结果。
20.基于冷效的涡扇发动机过渡过程仿真模型
- 陈敏;唐海龙;朱之丽
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：为考虑部件换热对涡扇发动机过渡过程影响,本文建立的部件级过渡态仿真模型引入了热交换模型,利用冷效系数的概念,在转子功率动态平衡方程添加了部件储热动态修正项(简称HADR),采用发动机综合平衡技术,研究不同冷效对发动机过渡过程参数、性能参数、叶尖间隙变化的影响.研究结果表明,该方法能够给出不稳定换热对发动机过渡过程参数变化的上下边界,对过渡态燃油规律的制定和叶尖间隙的主动控制具有指导意义。
21.整流支板后掠对扩散器流场的影响
- 李宁
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：本文利用FLUENT软件计算了轴向后掠及径向直列两种不同叶片型式的叶栅流场,并根据计算结果分析了各流场流动参数沿轴向、径向的分布特点,以及轴同店探支板恶化局部流场的原因。
22.涡轮枞树形榫连接结构设计方法研究
- 赵海;林栋
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：涡轮枞树形榫连接结构的设计是航空发动机转子部件设计中的重要环节,该结构的合理设计对于转子部件的强度和寿命具有重要意义.本文通过对典型结构的参数分析和参数化建模,建立了标准结构库,并将CAE技术融入设计过程中,形成了涡轮枞树形榫连接结构的设计方法.在此基础上,根据某型机的设计条件进行了设计验证,结果表明设计方法是可行的.
23.微型向心涡轮叶尖间隙影响的数值分析
- 黄国平;梁德旺;温泉
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：微小功率涡轮机因尺寸和流量趋小而更倾向采用小流量下性能水平高、做功量大的微型向心涡轮.本文根据向心涡轮基本工作原理,使用自主开发的旋转叶轮流场计算软件,完成了向心涡轮的三维数值模拟.并将有间隙和无间隙两种工作状态作了较细致的比较分析.获得了间隙对涡轮流场和性能的影响。
24.流体力学并行计算方法研究
- 王永红;葛宁
- 《中国航空学会推进系统气体热力学专业第十届学术交流会》 | 2005年
摘要：本文简要说明了计算流体力学、并行计算流体力学的概念,并对如何提高并行计算流体力学的性能及应用前景进行了讨论。