弯曲叶片对压气机轮毂-角区失速的影响 被引量：2

1

作者 罗钜 胡骏 +1 位作者 李亮 赵运生 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期139-145,共7页

为了数值模拟弯曲静子对某两级低速轴流压气机总体性能及轮毂-角区失速的影响,选取了第1级静子进行弯曲。弯曲静子积叠线为贝塞尔曲线-直线-贝塞尔曲线(Bezier-line-Bezier,BLB)形式,弯高为20%叶片高度,弯角为10,15,20,25和30°。... 为了数值模拟弯曲静子对某两级低速轴流压气机总体性能及轮毂-角区失速的影响,选取了第1级静子进行弯曲。弯曲静子积叠线为贝塞尔曲线-直线-贝塞尔曲线(Bezier-line-Bezier,BLB)形式,弯高为20%叶片高度,弯角为10,15,20,25和30°。结果表明,弯曲叶片能有效抑制小流量范围内的轮毂-角区失速,从而改善压气机的性能。过度的弯曲会带来较大的叶型损失,从而导致大流量工况下压气机效率有所下降。扩散因子不能作为判断轮毂-角区失速是否存在的主要依据。 展开更多

关键词 弯曲叶片 数值模拟 轮毂-角区失速

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带有根部间隙的压气机静子通道流场测量

2

作者 罗钜 胡骏 +2 位作者 严伟 张晨凯 尹超 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第18期2458-2461,2468,共5页

为了研究静子根部间隙对压气机性能的影响,设计了4支不同长度的"L"形五孔探针和1支四孔探针。通过位移机构移动上述探针,对某双级低速轴流压气机在不同流量工况下的5个不同轴向位置的静子通道截面流场进行了实验测量。实验结... 为了研究静子根部间隙对压气机性能的影响,设计了4支不同长度的"L"形五孔探针和1支四孔探针。通过位移机构移动上述探针,对某双级低速轴流压气机在不同流量工况下的5个不同轴向位置的静子通道截面流场进行了实验测量。实验结果表明,在最大流量和近失速工况下,根部间隙引起的泄漏流和叶尖处的角区分离流与主流的掺混始终是造成静子通道内总压损失的主要原因。随着进口流量的减小,泄漏流和角区分离的起始位置将更靠近通道进口。 展开更多

关键词 压气机 流场测量 根部间隙 泄漏流

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带有弯曲静子的压气机数值仿真

3

作者 罗钜 胡骏 +1 位作者 李亮 赵运生 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2012年第6期381-385,共5页

针对某两级低速轴流压气机第一级静子通道小流量范围内存在轮毂-角区失速现象,为了提高压气机的效率,采用计算流体力学方法,对第一级静子进行了不同的弯曲变化数值仿真,分析研究了静子弯曲对压气机性能和轮毂-角区失速的影响。结果表明... 针对某两级低速轴流压气机第一级静子通道小流量范围内存在轮毂-角区失速现象,为了提高压气机的效率,采用计算流体力学方法,对第一级静子进行了不同的弯曲变化数值仿真,分析研究了静子弯曲对压气机性能和轮毂-角区失速的影响。结果表明,弯曲叶片能够通过改变静子轮毂表面静压分布,减缓低能流体的横向流动,从而有效地抑制小流量范围内的轮毂-角区失速,压气机的压比和效率得到较大的提升。 展开更多

关键词 弯曲叶片 数值模拟 轮毂-角区失速

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多级轴流压气机静子通道三维流场测量 被引量：4

4

作者 王志强 胡骏 +2 位作者 罗钜 李亮 高翔 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期371-376,共6页

为了实现多级压气机静子叶片通道内部的详细流场测量,设计加工了7根不同长度的"L"型五孔探针以及1根四孔探针。在压气机的设计工作状态,通过采用坐标位移机构带动五孔探针和四孔探针的方法,完成了四级低速大尺寸轴流压气机第... 为了实现多级压气机静子叶片通道内部的详细流场测量,设计加工了7根不同长度的"L"型五孔探针以及1根四孔探针。在压气机的设计工作状态,通过采用坐标位移机构带动五孔探针和四孔探针的方法,完成了四级低速大尺寸轴流压气机第3级静子叶片通道内部的7个不同轴向位置的截面上以及静子叶片出口截面上的三维流场测量,获得了静子叶片通道内部的详细流场细节。测量结果显示了通道涡和角涡的生成、发展过程以及两者之间的相互影响。实践表明,采用位移机构带动"L"型五孔探针或其它探针的方法可以应用于多级压气机静子叶片通道内部流场测量。 展开更多

关键词 压气机 流场测量 通道涡 角涡 五孔探针 四孔探针

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民用涡扇发动机总体多学科设计优化研究 被引量：5

5

作者 罗钜 郭福水 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第15期1813-1820,共8页

为了在概念设计阶段充分考虑各学科间的耦合和平衡各指标间的冲突,以某型民用大涵道比涡扇发动机为研究对象,基于协同优化策略构建了发动机总体多学科设计优化平台,该平台集成了热力循环分析、尺寸/质量估算、轮挡燃油估算、污染物排放... 为了在概念设计阶段充分考虑各学科间的耦合和平衡各指标间的冲突,以某型民用大涵道比涡扇发动机为研究对象,基于协同优化策略构建了发动机总体多学科设计优化平台,该平台集成了热力循环分析、尺寸/质量估算、轮挡燃油估算、污染物排放估算、整机噪声估算以及部件气动和结构强度分析等多个模块。采用非支配排序遗传算法进行了发动机总体方案多目标优化研究。计算结果表明:涵道比和涡轮进口温度对轮挡燃油和整机质量的影响较大,后两者在Pareto解中呈近似二次曲线式的分布规律。 展开更多

关键词 涡扇发动机 多学科设计优化 协同优化策略 多目标优化

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大涵道比涡扇发动机总体参数优化研究 被引量：2

6

作者 郭福水 罗钜 +2 位作者 闫成 英基勇 赵磊 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第21期121-127,共7页

为了改善传统的设计方法,获得最适当的总体参数,对某大涵道比涡扇发动机进行了优化。综合考虑了性能、结构、排放和噪声等多个学科,引入了总体与部件的协同设计思想;并通过探索总体与部件间的耦合协调机制及数据传递关系,提出了一种典... 为了改善传统的设计方法,获得最适当的总体参数,对某大涵道比涡扇发动机进行了优化。综合考虑了性能、结构、排放和噪声等多个学科,引入了总体与部件的协同设计思想;并通过探索总体与部件间的耦合协调机制及数据传递关系,提出了一种典型的优化策略;该策略将高维复杂较大的系统问题转化为3个易于处理的子系统问题。此外,基于Isight软件建立了对应的优化平台。经过15 362 s计算,优化收敛结束,共得到了782个可行解,包括133个Pareto解。表明提出的优化方法具有"先优化后决策"的优点,能够快速有效地得到系统最优解,能够综合考虑性能、结构、排放和噪声等多个学科;能够有效平衡5个冲突的指标,进而得到适当的总体参数。 展开更多

关键词 涡扇发动机 总体参数 协同设计 优化策略 优化平台

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考虑流道和轮盘结构的多级低压涡轮多学科优化方法研究 被引量：1

7

作者 龙丹 郭福水 +3 位作者 罗钜 赵磊 陈辉煌 闫成 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2018年第6期18-24,共7页

为有效平衡低压涡轮设计中多个耦合学科间的指标冲突,提高低压涡轮综合性能,针对多级低压涡轮的多学科设计优化方法进行了研究。全面分析了低压涡轮的设计特点,综合考虑了气动、结构、强度和寿命等多个学科,建立了低压涡轮多学科优化平... 为有效平衡低压涡轮设计中多个耦合学科间的指标冲突,提高低压涡轮综合性能,针对多级低压涡轮的多学科设计优化方法进行了研究。全面分析了低压涡轮的设计特点,综合考虑了气动、结构、强度和寿命等多个学科,建立了低压涡轮多学科优化平台。以航空发动机低压涡轮设计为例,以气动效率最高和结构质量最轻为目标,基于NS-GA-II算法(第二代非支配排序遗传算法)进行了6级低压涡轮多学科优化研究。结果表明:该优化方法可在满足气动和强度约束的条件下有效提高低压涡轮的综合性能,其中气动效率提高了0.243%,结构质量降低了6.131%。 展开更多

关键词 航空发动机 低压涡轮 轮盘结构 多目标优化 多学科优化 NSGA-II算法 试验设计

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压气机静子通道内的流场测量 被引量：1

8

作者 罗钜 胡骏 +2 位作者 严伟 张晨凯 尹超 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2510-2516,共7页

为了研究根部间隙对压气机静子通道内流场的影响,设计了4根不同长度的"L"型五孔探针和1根四孔探针.通过位移机构带动上述探针,在最大流量和近失速两种工况下,对某双级低速轴流压气机的第1级静子通道内5个不同轴向位置截面进... 为了研究根部间隙对压气机静子通道内流场的影响,设计了4根不同长度的"L"型五孔探针和1根四孔探针.通过位移机构带动上述探针,在最大流量和近失速两种工况下,对某双级低速轴流压气机的第1级静子通道内5个不同轴向位置截面进行了流场测量.实验结果表明:静子通道内总压损失主要是由叶尖附近角区分离以及根部泄漏流与主流的相互掺混引起的.静子通道内主要存在着上/下通道涡、叶尖角涡和泄漏涡等旋涡结构. 展开更多

关键词 压气机 流场测量 根部间隙 泄漏流 五孔探针 四孔探针

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进气畸变对涡扇发动机稳定性及性能影响 被引量：9

9

作者 赵运生 胡骏 +2 位作者 屠宝锋 李亮 罗钜 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1298-1304,共7页

为评估进气畸变对涡扇发动机稳定性和性能的影响,发展了一种二维的计算方法,采用非定常、二维、无黏的积分型欧拉方程,沿发动机轴向、周向划分计算单元,通过时间推进法进行求解.某双轴混排涡扇发动机的分析结果表明:该方法可以获得进气... 为评估进气畸变对涡扇发动机稳定性和性能的影响,发展了一种二维的计算方法,采用非定常、二维、无黏的积分型欧拉方程,沿发动机轴向、周向划分计算单元,通过时间推进法进行求解.某双轴混排涡扇发动机的分析结果表明:该方法可以获得进气畸变在发动机流道中的传递曲线,评估风扇、高压压气机等部件对畸变的衰减作用;通过对工作包线上典型工况点的分析,可判断各点抗总压、总温畸变的能力,确定受畸变影响较大的危险点;在给定的稳态总压畸变条件下,发动机推力下降、耗油率上升,其最大变化值为10.5%和11.7%. 展开更多

关键词 涡扇发动机 进气畸变 数值仿真 稳定性 发动机性能

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边界层吸入式电动涵道风扇设计研究

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作者 罗钜 刘辉 +4 位作者 高雁飞 潘毅飞 邢耀仁 李亮 高修磊 《航空动力》 2023年第4期39-41,共3页

随着科学技术水平和材料工艺的进步,基于布雷顿循环的传统燃气涡轮发动机的热效率已逐步接近理论极限值,混合电推进技术将是达到未来环境目标要求的关键技术之一。边界层吸入式电动涵道风扇方案因对机体结构改动较小且性能收益可观,有... 随着科学技术水平和材料工艺的进步,基于布雷顿循环的传统燃气涡轮发动机的热效率已逐步接近理论极限值,混合电推进技术将是达到未来环境目标要求的关键技术之一。边界层吸入式电动涵道风扇方案因对机体结构改动较小且性能收益可观,有望投入实际生产和运营。 展开更多

关键词 燃气涡轮发动机 吸入式 材料工艺 机体结构 布雷顿循环 边界层 极限值 接近理论

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基于MDO策略的民用航空发动机概念设计研究 被引量：2

11

作者 闫成 尹泽勇 +4 位作者 郭福水 申秀丽 罗钜 龙丹 赵诗棋 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1911-1921,共11页

以某型民用涡扇航空发动机概念设计为例,集成了总体方案(包括热力循环分析、质量评估、噪声评估、氮氧化物排放评估)、风扇(包括气动设计、强度分析)、低压涡轮(包括气动设计、强度分析)3个子系统,以设计点耗油率、整机质量、飞越状态... 以某型民用涡扇航空发动机概念设计为例,集成了总体方案(包括热力循环分析、质量评估、噪声评估、氮氧化物排放评估)、风扇(包括气动设计、强度分析)、低压涡轮(包括气动设计、强度分析)3个子系统,以设计点耗油率、整机质量、飞越状态总声功率级、进近状态总声功率级和燃烧室氮氧化物排放量为优化目标,进行了基于多目标的整机多学科设计优化(MDO)的研究。对比研究了单学科可行(IDF)、协作优化(CO)和不对称子空间优化(ASO)3种典型的优化策略及其在整机MDO中的应用,探讨了整机MDO的建模方法、子系统间数据传递及解耦方式。结果表明:3种策略优化效率相当,优化时间最大相差742s;CO策略与ASO策略在整机MDO应用中优化效果较好,综合评价指标分别降低了0.82%和0.86%。 展开更多

关键词 概念设计 MDO策略 IDF策略 CO策略 ASO策略

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航空动力系统整机多学科设计优化方法 被引量：1

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作者 尹泽勇 米栋 +4 位作者 张立章 闫成 吴沛 钱正明 罗钜 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2025-2045,共21页

针对航空动力系统整机设计优化中存在的计算规模庞大、耦合关系复杂、学科冲突尖锐、实现过程困难等问题,从系统分解、系统建模和系统求解3个方面,发展并应用了高精度代理模型、高效优化策略和智能多目标优化算法等多类先进技术,并建立... 针对航空动力系统整机设计优化中存在的计算规模庞大、耦合关系复杂、学科冲突尖锐、实现过程困难等问题,从系统分解、系统建模和系统求解3个方面,发展并应用了高精度代理模型、高效优化策略和智能多目标优化算法等多类先进技术,并建立了基于多学科设计优化(MDO)的航空动力系统整机设计方法。分别以涡轴发动机、涡扇发动机、涡喷发动机、直升机传动系统主减速器主传动链为对象开展了航空动力系统整机MDO工程应用研究,并针对涡喷发动机进行了优化后压气机性能和强度试验验证以及整机试验验证。研究表明:航空动力系统整机MDO能够有效释放设计潜能,显著提高产品综合性能,大幅缩短研制周期,其工程应用前景十分广阔,将变革航空动力系统设计及研发工作。 展开更多

关键词 多学科设计优化(MDO) 航空动力系统 直升机传动系统 整机优化 整机验证

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