工程教育认证背景下“热工基础与流体力学”课程达成度评价体系构建

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作者 姜洪喆 陈青 +2 位作者 成锋娜 杨风波 贾向东 《科技风》 2024年第20期19-21,共3页

工程教育认证是国际上广泛认可的工程教育质量保障制度,是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。本文以南京林业大学机械设计制造及其自动化专业工程教育认证为基础,阐述了“热工基础与流体力学”课程的课程目标以及与... 工程教育认证是国际上广泛认可的工程教育质量保障制度,是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。本文以南京林业大学机械设计制造及其自动化专业工程教育认证为基础,阐述了“热工基础与流体力学”课程的课程目标以及与毕业要求指标点的支撑对应关系,构建了该课程的达成度评价体系,同时以2021—2022学年2019级机械设计制造及其自动化专业为例,对“热工基础与流体力学”课程达成度结果进行了分析,在此基础上提出教学方法持续改进、理论实际相联系以及评价体系持续完善等方面的建议和对策。 展开更多

关键词 热工基础与流体力学 工程教育认证 达成度 评价体系 持续改进

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基于参数化脊线的非轴对称端壁成型方法 被引量：6

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作者 田兴江 常海萍 +2 位作者 张镜洋 成锋娜 张靖周 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1294-1301,共8页

为提高低展弦比涡轮叶片气动与换热性能,抑制叶栅二次损失并降低端壁换热水平,提出了一种基于参数化脊线的非轴对称端壁成型方法。非轴对称端壁参数化成型基于位于叶片压力侧的脊线及周向余弦曲线构成,预先保证了端壁压力侧较高、吸力... 为提高低展弦比涡轮叶片气动与换热性能,抑制叶栅二次损失并降低端壁换热水平,提出了一种基于参数化脊线的非轴对称端壁成型方法。非轴对称端壁参数化成型基于位于叶片压力侧的脊线及周向余弦曲线构成,预先保证了端壁压力侧较高、吸力侧较低的基本形状。以涡轮叶栅出口测量截面质量平均二次动能系数最小及端壁面积平均换热系数最小为优化目标,采用NSGA-Ⅱ多目标遗传算法进行气动与换热优化,得到非轴对称端壁造型。优化结果表明:与平端壁相比,非轴对称端壁涡轮叶栅出口测量截面的质量平均二次动能系数降低了27%,端壁面积平均换热系数降低了6.9%。非轴对称端壁造型通过平衡叶片间横向压力梯度,改变了马蹄涡与通道涡位置,通道涡和壁涡强度得到抑制,有效降低了涡轮叶栅二次损失及端壁换热。 展开更多

关键词 非轴对称端壁 脊线 二次损失 换热 多目标优化 马蹄涡 通道涡

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突肩叶尖吸力侧开槽对叶尖间隙流动换热特性的影响 被引量：1

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作者 成锋娜 常海萍 +2 位作者 张镜洋 田兴江 杜治能 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1543-1550,共8页

为了研究突肩叶尖吸力侧开槽对叶尖间隙泄漏流动换热特性的影响,采用标准k-omega两方程模型对不同突肩叶尖形式下的间隙泄漏流动进行了研究,研究的叶顶形状包括全突肩和3种部分突肩叶尖。详细分析了不同叶尖结构在3种间隙高度下的间隙... 为了研究突肩叶尖吸力侧开槽对叶尖间隙泄漏流动换热特性的影响,采用标准k-omega两方程模型对不同突肩叶尖形式下的间隙泄漏流动进行了研究,研究的叶顶形状包括全突肩和3种部分突肩叶尖。详细分析了不同叶尖结构在3种间隙高度下的间隙泄漏流场,机匣压比,泄漏流量,总压损失和叶尖表面换热系数。结果表明:吸力侧前缘开槽可以改变前缘附近的间隙泄漏流路径,使得泄漏涡的形成位置后移,从而减小泄漏损失,但是效果微弱;吸力侧尾缘开槽可以改变开槽附近泄漏流体的流动路径,抑制其与主流的掺混,有效减小间隙泄漏损失,研究范围内最多减小8%。吸力侧前缘和尾缘开槽叶尖均会增加间隙泄漏流量,开槽长度越大泄漏流量越大,研究范围内最多增加32%。吸力侧前缘开槽会减小具有高换热系数的突肩表面积,增加凹槽表面换热系数;尾缘开槽会减小突肩表面积,增加凹槽底面的低换热系数区域的面积。 展开更多

关键词 高压涡轮 叶尖间隙高度 叶尖泄漏流量 叶尖泄漏损失 换热系数

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90°多弯管阻力系数计算方法 被引量：3

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作者 成锋娜 常海萍 +2 位作者 田兴江 张镜洋 陆海鹰 《航空发动机》 2016年第1期6-10,共5页

为准确获得90°组合多弯管阻力系数,采用数值模拟方法对S弯管管内流动进行模拟,并通过分析归纳S弯管局部阻力的相邻影响机制及规律,提出了90°组合弯管阻力系数计算方法。研究结果表明:弯管阻力系数受2弯连接段长度影响的规律... 为准确获得90°组合多弯管阻力系数,采用数值模拟方法对S弯管管内流动进行模拟,并通过分析归纳S弯管局部阻力的相邻影响机制及规律,提出了90°组合弯管阻力系数计算方法。研究结果表明:弯管阻力系数受2弯连接段长度影响的规律与文献试验结果一致,数值计算方法准确有效;当连接段长度大于4倍管径时,S弯管阻力系数呈线性增长;提出的90°组合弯管阻力系数计算方法考虑了多弯管间相邻影响,且采用提出的方法计算了3弯管和多弯管的阻力系数,并将结果与数值模拟结果进行了对比,二者之间的差距均在3%之内,适合工程应用。 展开更多

关键词 90°组合弯管 数值模拟 阻力系数 管内流动

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突肩叶尖开槽对叶尖间隙流动和冷却特性的影响 被引量：1

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作者 成锋娜 常海萍 +2 位作者 张镜洋 田兴江 杜治能 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期125-133,共9页

为了分析不同叶尖形式下的间隙泄漏流动,采用标准k-ε两方程模型求解雷诺平均N-S方程组的数值方法,研究了突肩叶尖开槽对叶尖流动和冷却特性的影响,气膜孔位置、机匣相对运动和吹风比也在考虑范围之内,详细分析了间隙泄漏流场、泄漏流... 为了分析不同叶尖形式下的间隙泄漏流动,采用标准k-ε两方程模型求解雷诺平均N-S方程组的数值方法,研究了突肩叶尖开槽对叶尖流动和冷却特性的影响,气膜孔位置、机匣相对运动和吹风比也在考虑范围之内,详细分析了间隙泄漏流场、泄漏流量、泄漏损失以及叶尖气膜冷却效率。研究结果表明:突肩叶尖前缘和尾缘开槽均会使间隙泄漏流量增大,且随着开槽长度的增加而增大。压力侧尾缘开槽会使间隙泄漏损失增大,叶尖气膜冷却效率略微降低;吸力侧尾缘开槽会使得部分泄漏流从开槽处流出间隙,抑制泄漏流与主流之间的掺混,从而减小泄漏损失,并且会使叶尖气膜冷却效率增大;吸力侧前缘开槽对间隙泄漏损失和叶尖气膜冷却效率没有明显影响,但是从前缘进入凹槽内的泄漏流会改变叶尖表面气膜冷却效率的分布。吹风比增大时叶尖结构对叶尖气膜冷却效率的影响减小。机匣相对运动会减小叶尖间隙泄漏流量、泄漏损失和叶尖气膜冷却效率,但是突肩开槽的影响规律不变。 展开更多

关键词 突肩开槽 机匣相对运动 吹风比 间隙泄漏损失 气膜冷却效率

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关于机械设计基础课程设计的几点建议 被引量：1

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作者 成锋娜 涂桥安 +1 位作者 马晨波 张玉言 《科技资讯》 2019年第21期128-128,130,共2页

在机械设计教学过程中,课程设计是其中必不可少的关键环节,同时也是培养学生设计能力和实践能力的重要途径。通过对现有课程设计的参考教材、设计方式、时间安排、答疑效率以及考核指标等方面的思考,提出了优化教材、在设计计算之后增... 在机械设计教学过程中,课程设计是其中必不可少的关键环节,同时也是培养学生设计能力和实践能力的重要途径。通过对现有课程设计的参考教材、设计方式、时间安排、答疑效率以及考核指标等方面的思考,提出了优化教材、在设计计算之后增加一天三维制图、在线答疑以及设置多次考核等建议进行改进,为后续课程的开展提供思路。 展开更多

关键词 机械设计 课程设计 三维制图 在线答疑

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气膜孔角度对突肩叶尖泄漏和冷却特性的影响 被引量：2

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作者 成锋娜 张靖周 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2020年第11期79-86,共8页

通过数值模拟的方式对不同气膜孔角度下突肩叶尖的相对泄漏流量、间隙泄漏损失和叶尖气膜冷却效率进行了对比研究。结果显示:气膜孔带有展向角度相比流向角度的相对泄漏流量略大,这是因为气膜孔有展向角度时,前缘气膜孔的倾斜方向与泄... 通过数值模拟的方式对不同气膜孔角度下突肩叶尖的相对泄漏流量、间隙泄漏损失和叶尖气膜冷却效率进行了对比研究。结果显示:气膜孔带有展向角度相比流向角度的相对泄漏流量略大,这是因为气膜孔有展向角度时,前缘气膜孔的倾斜方向与泄漏流方向一致,对泄漏流的阻碍作用较小。气膜孔流向角度会使所有气膜孔下游的气膜冷却效率大幅增加,但冷却气体对凹槽底面最前缘的覆盖减小;气膜孔展向角度会使所有气膜孔下游的气膜冷却效率大幅增加,特别是在中弦区域,还会使得尾缘处的高气膜冷却效率区域更加靠近叶片压力侧。 展开更多

关键词 突肩叶尖 气膜孔角度 间隙泄漏流 吹风比 气膜冷却效率

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射流角度对叶尖间隙泄漏流动换热特性的影响

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作者 成锋娜 喻雷 +2 位作者 常海萍 张镜洋 田兴江 《燃气轮机技术》 2016年第4期26-31,共6页

采用数值方法模拟了某涡轮叶尖间隙流动换热特性,分析了射流孔角度和吹风比对间隙泄漏流量、气动效率和气膜冷效的影响。研究结果表明:在叶尖表面注入冷却射流对间隙泄漏流有阻塞作用,且随着射流角度的增加而增大;因此间隙泄漏流量随着... 采用数值方法模拟了某涡轮叶尖间隙流动换热特性,分析了射流孔角度和吹风比对间隙泄漏流量、气动效率和气膜冷效的影响。研究结果表明:在叶尖表面注入冷却射流对间隙泄漏流有阻塞作用,且随着射流角度的增加而增大;因此间隙泄漏流量随着射流角度的增加而减小,气动效率随着射流角度增加而增大;同时,叶尖表面气膜冷效随着射流角度的增加而减小。此外,冷却射流的阻塞作用随着吹风比的增加而增大,因此间隙泄漏流量随着吹风比的增加而减小;涡轮气动效率随着吹风比的增加而增大;同时,气膜冷效随着吹风比的增大而增大。 展开更多

关键词 射流角度 吹风比 间隙泄漏流动 涡轮效率 气膜冷效

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浅谈农林类高校“热工基础及流体力学”课程教学构建——以机械设计制造及其自动化专业为例 被引量：2

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作者 杨风波 陈青 +2 位作者 茹煜 姜洪喆 成锋娜 《科技风》 2022年第14期16-18,共3页

本文以农林类高校机械设计制造及其自动化专业为例,针对当前林业机械方向人才培养的专业性需求,结合“热工基础及流体力学”课程的特点,梳理目前课程教学中存在的典型性问题,浅谈林业机械方向“热工基础及流体力学”课程的教学构建。针... 本文以农林类高校机械设计制造及其自动化专业为例,针对当前林业机械方向人才培养的专业性需求,结合“热工基础及流体力学”课程的特点,梳理目前课程教学中存在的典型性问题,浅谈林业机械方向“热工基础及流体力学”课程的教学构建。针对课程教学理论部分和后期核心专业课衔接脱节的问题,提出了适合农林类高校机械设计制造及其自动化专业本科生的教学思路;从内容调整、结构优化、自主学习等方面对课程进行了课程构建探讨;旨在加深学生对“热工基础及流体力学”课程的认知,充分调动学生对课程的学习兴趣,提高课堂教学质量和教学效果,强化学生的终身学习意识。 展开更多

关键词 农林高校 热工基础及流体力学 课程教学 实践创新

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三种典型同心筒热发射流场及载荷特性对比研究

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作者 杨风波 周宏平 +2 位作者 茹煜 陈青 成锋娜 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第S02期22-28,共7页

针对3种同心筒系统发射过程的流场与载荷特性的评估问题,基于N-S方程及压力基耦合格式,结合域动分层动网格技术,进行了二维轴对称流场的非定常数值计算,分析了各方案发射过程中流动及导弹载荷特性。结果表明:和传统发射方案相比,本文中... 针对3种同心筒系统发射过程的流场与载荷特性的评估问题,基于N-S方程及压力基耦合格式,结合域动分层动网格技术,进行了二维轴对称流场的非定常数值计算,分析了各方案发射过程中流动及导弹载荷特性。结果表明:和传统发射方案相比,本文中的中段导流同心筒减弱了发射初期燃气流的“引射效应”,规避了发射后期高温旁泄流的“倒吸效应”,改善了导弹热环境,增大了导弹加速度,缩短了出筒时间,提高了出筒速度,整体上提升了同心筒发射技战术指标。 展开更多

关键词 同心筒 燃气射流 压力基耦合格式 流场机理 载荷特性

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路基同心筒发射导弹热环境与载荷特性对比研究

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作者 杨风波 周宏平 +2 位作者 茹煜 陈青 成锋娜 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期112-117,共6页

针对路基同心筒自力发射过程载荷与热环境的评估问题,研究了两型路基中段导流同心筒的发射流场特性。以火箭发动机的纯气相燃气流场试验证实了本文采用的基于压力基耦合格式计算燃气流的可靠性;依托域动分层结构化动网格技术,对2种结构... 针对路基同心筒自力发射过程载荷与热环境的评估问题,研究了两型路基中段导流同心筒的发射流场特性。以火箭发动机的纯气相燃气流场试验证实了本文采用的基于压力基耦合格式计算燃气流的可靠性;依托域动分层结构化动网格技术,对2种结构的中段导流同心筒自力发射三维流场进行了非定常数值仿真计算,分析了各同心筒方案发射过程流动机理及导弹载荷特性。三维计算表明:2种方案受“引射效应”和“倒吸效应”的影响都较小,导弹只在发射初期受到高温燃气流扰动;相同条件下,“内圆外方”方案的热环境、载荷特性稍逊于“内圆外圆”方案。 展开更多

关键词 路基同心筒 中段导流 压力基耦合格式 热环境 载荷特性

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参数连续阶跃对固体氧化物燃料电池性能影响

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作者 付尧 徐亮 +1 位作者 成锋娜 张玉言 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期75-79,共5页

采用数值方法对氧气化学计量比较大的固体氧化物燃料电池(SOFC)性能进行了研究,分析了负载电流、进口燃料流量和空气流量连续阶跃条件下电池的输出电压和温度变化情况。研究结果表明负载电流发生阶跃变化时,输出电压发生反向阶跃,温度... 采用数值方法对氧气化学计量比较大的固体氧化物燃料电池(SOFC)性能进行了研究,分析了负载电流、进口燃料流量和空气流量连续阶跃条件下电池的输出电压和温度变化情况。研究结果表明负载电流发生阶跃变化时,输出电压发生反向阶跃,温度发生同向连续变化,并且由于燃料饥饿现象电流突然增大时会出现输出电压先阶跃下降后缓慢上升现象;进口燃料流量增加导致输出压力和产热升高,同时排出过量的燃料会带走热量,电池温度变化情况与当前燃料流量相关;进口空气流量的变化主要影响电池的散热,流量越大带走的热量越多;电池的温度平衡滞后于电压,这是因为输出电压主要由反应物分压力决定,压力平衡过程非常迅速,而热量的平衡是一个缓慢的过程。 展开更多

关键词 固体氧化物燃料电池 数值模拟 参数阶跃 输出电压 电池温度

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突肩叶尖尾缘开槽对间隙流动换热特性的影响 被引量：5

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作者 成锋娜 常海萍 +2 位作者 张镜洋 田兴江 杜治能 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期383-390,共8页

通过数值计算对带有尾缘开槽结构的突肩叶尖间隙流场结构、泄漏流量、泄漏损失、表面传热系数进行了对比研究.研究结果显示:相比全突肩叶尖,吸力侧尾缘开槽突肩叶尖可以改变开槽附近泄漏流的流动路径,有效抑制其与主流的掺混.压力侧尾... 通过数值计算对带有尾缘开槽结构的突肩叶尖间隙流场结构、泄漏流量、泄漏损失、表面传热系数进行了对比研究.研究结果显示:相比全突肩叶尖,吸力侧尾缘开槽突肩叶尖可以改变开槽附近泄漏流的流动路径,有效抑制其与主流的掺混.压力侧尾缘开槽和吸力侧尾缘开槽均会增加间隙泄漏流量.压力侧尾缘开槽突肩叶尖会增加间隙泄漏损失,开槽长度越大损失越大.研究范围内的吸力侧尾缘开槽均会减小间隙泄漏损失,但存在最佳开槽长度.压力侧和吸力侧尾缘开槽均会轻微地增加叶尖表面传热系数. 展开更多

关键词 涡轮 叶尖间隙 泄漏流量 泄漏损失 表面传热系数

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复合式旋翼飞行器多目标控制分配策略 被引量：6

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作者 郑峰婴 刘龙武 +2 位作者 程月华 陈志明 成锋娜 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期246-261,共16页

针对复合式旋翼飞行器操纵冗余多模式切换控制问题,提出一种基于赋权多目标混合优化的控制分配策略。该策略根据复合式旋翼飞行器过渡模式舵面操纵特性,建立飞行器带约束过渡过程控制分配模型;设计混合多目标优化性能指标评价函数,有效... 针对复合式旋翼飞行器操纵冗余多模式切换控制问题,提出一种基于赋权多目标混合优化的控制分配策略。该策略根据复合式旋翼飞行器过渡模式舵面操纵特性,建立飞行器带约束过渡过程控制分配模型;设计混合多目标优化性能指标评价函数,有效处理操纵量控制受限、交叉强耦合及非线性特性,并减少舵面耗能;采用改进的粒子群优化算法动态更新操纵量及控制通道的权系数矩阵,提高控制面操纵效率,加快优化搜索速度,快速求解过渡过程多目标控制分配变量。该策略实现复合式旋翼飞行器模式切换过渡过程实时有效地操纵量控制分配,保证飞行器快速准确跟踪控制指令的能力。同时,通过多目标控制分配策略,飞行控制系统不需要增加额外的模式切换控制器,降低系统设计难度,提高安全性。 展开更多

关键词 复合式旋翼飞行器 模式切换 操纵冗余 多目标优化 控制分配 粒子群算法

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气膜孔位置对突肩叶尖气膜冷却效率的影响 被引量：3

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作者 成锋娜 常海萍 +2 位作者 张镜洋 田兴江 杜治能 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1844-1852,共9页

采用标准k-ε两方程模型求解雷诺平均Navier-Stokes方程组,研究了气膜孔位置对突肩叶尖间隙泄漏流场、气膜冷却效率和表面传热系数的影响,共模拟了3种气膜孔排布方式:中弧线气膜孔、吸力侧气膜孔、前缘气膜孔,考虑了间隙高度(t)和吹风比... 采用标准k-ε两方程模型求解雷诺平均Navier-Stokes方程组,研究了气膜孔位置对突肩叶尖间隙泄漏流场、气膜冷却效率和表面传热系数的影响,共模拟了3种气膜孔排布方式:中弧线气膜孔、吸力侧气膜孔、前缘气膜孔,考虑了间隙高度(t)和吹风比(M)的影响。研究结果表明:在冷气流量相同的情况下气膜孔位置对突肩叶尖气膜冷却效率影响很大,中弧线气膜冷却突肩叶尖在中弧线到压力侧突肩区域有较好的气膜覆盖;吸力侧气膜冷却突肩叶尖在中弦处的吸力侧突肩到中弧线区域和尾缘区域有较好的气膜覆盖;前缘气膜孔突肩叶尖在整个叶尖表面都有较好的气膜覆盖。间隙高度对不同突肩叶尖的影响不同。吹风比增大时前缘气膜孔突肩叶尖的气膜冷却效率增幅远大于其余两种排布方式。 展开更多

关键词 突肩叶尖 气膜孔位置 气膜冷效效率 间隙高度 吹风比

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流动参数对发动机冷却用引射器性能的影响 被引量：2

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作者 张镜洋 吴聪慧 +2 位作者 成锋娜 杨森 李超 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期977-986,共10页

为了探索引射器在航空发动机空气系统中的应用可行性,采用标准k-ω模型并求解雷诺平均Navier-Stokes方程组的数值方法,分析了流动参数对发动机冷却用引射器引射系数、压力损失系数及引射性能综合参数的影响。结果表明:膨胀比由9增大至10... 为了探索引射器在航空发动机空气系统中的应用可行性,采用标准k-ω模型并求解雷诺平均Navier-Stokes方程组的数值方法,分析了流动参数对发动机冷却用引射器引射系数、压力损失系数及引射性能综合参数的影响。结果表明:膨胀比由9增大至10.1,引射系数增大了66%;膨胀比由15.2增大至20.2,引射系数降低了19%;压力损失均不断增大。临界压缩比随着膨胀比的增大而增大;压缩比小于临界压缩比时,低膨胀比较高膨胀比的引射系数大约75%、压力损失小约1%,综合引射性能好;压缩比大于临界压缩比时,高膨胀比的压力损失系数降幅更小,综合引射性能恶化幅度更大。温比由1增大至3,低膨胀比下引射性能综合参数增大了16%,高膨胀比下引射性能综合参数先减小了1%再增大了8%。 展开更多

关键词 引射系数 压力损失系数 引射性能综合参数 引射器 流动参数

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涡轮叶栅端壁二次流动与换热的V2F模拟

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作者 田兴江 常海萍 +1 位作者 张镜洋 成锋娜 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2913-2920,共8页

针对低展弦比涡轮叶栅端壁区亚声速流动及换热,采用基于线性涡黏假设的V2F模型开展了数值模拟.结果表明:涡轮叶栅流动中存在马蹄涡、通道涡、压力侧角涡、吸力侧角涡等多种复杂涡系结构,其中马蹄涡与通道涡是涡轮叶栅二次损失的主要来源... 针对低展弦比涡轮叶栅端壁区亚声速流动及换热,采用基于线性涡黏假设的V2F模型开展了数值模拟.结果表明:涡轮叶栅流动中存在马蹄涡、通道涡、压力侧角涡、吸力侧角涡等多种复杂涡系结构,其中马蹄涡与通道涡是涡轮叶栅二次损失的主要来源.端壁换热与马蹄涡及通道涡强度及位置直接相关,并呈现明显的分区特征.端壁极限流线结果显示,V2F模型模拟的端壁单马蹄涡分离线与实验结果吻合,优于SST(shear stress transport)k-ω模型模拟的端壁双马蹄涡分离线.V2F模型引入了新的湍流尺度,在马蹄涡及通道涡位置、端壁静压损失系数分布、叶栅出口总压损失分布及端壁Standon数分布等方面均与实验结果吻合较好,对叶栅气动损失及端壁换热有良好的预测能力. 展开更多

关键词 涡轮叶栅端壁 二次流 端壁换热 V2F模型 总压损失系数 涡系结构

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