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融合多源数据挖掘信息的非轴对称端壁/叶身联合成型设计空间知识挖掘
1
作者 郭振东 王杰 +3 位作者 陈云 蒋首民 宋立明 李军 《西安交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期30-41,共12页
为厘清联合成型设计空间各造型方法对涡轮叶栅性能提升的贡献,将基于总变差分析的全局敏感性分析方法与平行坐标系及直方图、散点图等可视化技术相结合,提出了将多源数据挖掘信息进行融合的设计空间知识挖掘框架,并利用该框架对某小展... 为厘清联合成型设计空间各造型方法对涡轮叶栅性能提升的贡献,将基于总变差分析的全局敏感性分析方法与平行坐标系及直方图、散点图等可视化技术相结合,提出了将多源数据挖掘信息进行融合的设计空间知识挖掘框架,并利用该框架对某小展弦比叶栅端壁/叶身联合成型设计空间进行知识挖掘。结果表明:叶栅气动损失增减对基元型线微调十分敏感;非轴对称端壁所带来的损失减少量与型线微调接近,但设计空间内不同非轴对称端壁样本性能波动较小,导致其重要性被全局敏感性分析方法低估;虽然单独采用弯叶片难以整体降低小展弦比叶栅损失,但将弯、型线微调和非轴对称端壁造型相结合可获得“1+1+1>3”的性能增益;在端壁/叶身联合成型设计空间内,将基元型线朝着后加载方向微调,并采用喉部附近下凹较深的非轴对称端壁造型及反弯叶片设计,可获得气动损失较小的叶栅设计。研究结果明晰了端壁/叶身联合成型设计空间优化解特征,可为类似小展弦比叶栅设计优化提供借鉴。 展开更多
关键词 小展弦比涡轮叶栅 非轴对称端壁/叶身联合成型 数据挖掘
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雷诺数对高负荷低速涡轮性能影响的试验研究
2
作者 张天龙 陈强 +3 位作者 赵展 蒋首民 丁健 张凯 《测控技术》 2024年第2期74-79,共6页
为了研究雷诺数对高负荷低压低速涡轮性能的影响规律,以某双级高负荷低压低速涡轮为研究对象,在涡轮部件试验器上开展了变雷诺数试验研究。控制其他相似参数保持一致,通过来流节流、出口引射的方式改变涡轮内雷诺数水平。共采集了6个雷... 为了研究雷诺数对高负荷低压低速涡轮性能的影响规律,以某双级高负荷低压低速涡轮为研究对象,在涡轮部件试验器上开展了变雷诺数试验研究。控制其他相似参数保持一致,通过来流节流、出口引射的方式改变涡轮内雷诺数水平。共采集了6个雷诺数状态下的气动参数,分析了雷诺数对涡轮总特性及测量截面流场参数的变化规律。结果表明,该涡轮效率随着雷诺数的降低而显著降低,研究雷诺数范围内,效率降低了2.8%;在低雷诺数下,第二级导叶通道涡、尾缘涡等涡系尺度及强度均发展壮大,气动损失增加;第二级动叶轮周功减小,做功能力损失6.3%。 展开更多
关键词 雷诺数 低速涡轮 试验 气动性能
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融合相似性原理的涡轮叶型流场预测方法研究
3
作者 郭振东 成辉 +4 位作者 陈云 蒋首民 宋立明 李军 丰镇平 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2647-2660,共14页
计算流体力学(CFD)方法是涡轮叶片等设计阶段性能评估的重要手段.然而,基于CFD的数值仿真方法通常比较耗时,难以满足涡轮叶型设计阶段快速迭代的需求.为实现快速性能评估并克服纯数据驱动预测模型泛化能力不足的问题,受到物理增强的机... 计算流体力学(CFD)方法是涡轮叶片等设计阶段性能评估的重要手段.然而,基于CFD的数值仿真方法通常比较耗时,难以满足涡轮叶型设计阶段快速迭代的需求.为实现快速性能评估并克服纯数据驱动预测模型泛化能力不足的问题,受到物理增强的机器学习思路的启发,将相似性原理与深度学习模型相结合,提出了一种泛化能力强的涡轮叶型流场预测新方法.以涡轮叶片表面等熵马赫数分布预测为例,提出采用相似性原理对叶型几何变量和气动参数进行归一化,进而在归一化参数空间构建训练样本集与深度学习预测模型,由此建立统一的流场预测模型,对几何尺寸、边界条件差异较大的叶型气动性能进行评估.在完成模型训练后,对归一化条件下不同工况/不同形状叶型的流场、真实环境下不同工况/不同尺寸叶型的流场以及GE-E3低压涡轮不同截面叶型的流场进行预测,结果表明预测结果的分布曲线与CFD评估结果吻合良好,平均相对误差在1.0%左右,由此验证了所提出的融合相似性原理的流场预测模型的精度与泛化能力. 展开更多
关键词 深度学习流场预测 物理增强的机器学习 相似性原理 数据驱动模型 气动分析
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大扩张角涡轮过渡段非定常流动数值仿真 被引量：1
4
作者 蒋首民 张海华 +2 位作者 王雷 陈云 马广健 《航空发动机》 北大核心 2019年第5期36-41,共6页
为进一步减小涡轮过渡段流动损失,深入了解涡轮过渡段中的非定常损失机理,开展了大扩张角过渡段研究。在过渡段的非定常流动机理研究中,过渡段进口流场的最显著特点是:转子泄漏涡、通道涡和尾迹。采用数值方法对大扩张角涡轮过渡段进行... 为进一步减小涡轮过渡段流动损失,深入了解涡轮过渡段中的非定常损失机理,开展了大扩张角过渡段研究。在过渡段的非定常流动机理研究中,过渡段进口流场的最显著特点是:转子泄漏涡、通道涡和尾迹。采用数值方法对大扩张角涡轮过渡段进行3维非定常数值仿真。结果表明:支板尾缘部分的静压波动小于支板前缘部分的;高压涡轮静子尾迹被转子切割后进入转子通道中向下游传播并在过渡段内形成尾迹通道,尾迹在过渡段内的时空演化是过渡段内损失的主要来源;过渡段支板表面负荷分布发生明显的周期性变化,支板表面承受较强的非定常力,在过渡段设计中必须考虑。 展开更多
关键词 非定常流动 大扩张角 涡轮过渡段 涡系结构 航空发动机
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大涵道比发动机涡轮过渡段气动改型设计 被引量：2
5
作者 郭泽润 蒋首民 +1 位作者 孔庆国 周琨 《航空发动机》 2015年第4期18-23,共6页
大涵道比发动机的发展对涡轮过渡段设计提出了更高的要求。依据涡轮过渡段设计流程的5个步骤对某大涵道比发动机过渡段进行气动设计,并且对原型进行3维校核分析。总结过渡段内流动的特点,在原型的基础上进行改型设计。结果表明:通过控... 大涵道比发动机的发展对涡轮过渡段设计提出了更高的要求。依据涡轮过渡段设计流程的5个步骤对某大涵道比发动机过渡段进行气动设计,并且对原型进行3维校核分析。总结过渡段内流动的特点,在原型的基础上进行改型设计。结果表明:通过控制流向面积分布规律能够确定过渡段沿流向的压力分布,选择合理的流向面积分布规律形式、改变过渡段流道型线的曲率能够改善当地的局部流动,获得更好的设计。改型设计消除了原型设计中存在的流动分离,并且减小了二次流损失,增大了过渡段的总压恢复系数。 展开更多
关键词 涡轮过渡段 气动设计 流动分离 二次流 大涵道比发动机
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考虑结构重量的部分冠涡轮泄漏流动控制研究
6
作者 黄东铭 张伟昊 +3 位作者 王宇凡 蒋首民 陈云 王鹏 《工程热物理学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期2696-2704,共9页
本文对某型部分冠低压涡轮叶冠泄漏流动的流动特征和损失进行了分析,探讨了部分冠容腔内的损失机理,对部分冠叶冠结构进行了气动优化和结构减重两个阶段的优化设计,分析了气动优化设计前后流动和损失的变化。结果表明叶冠容腔出口腔内... 本文对某型部分冠低压涡轮叶冠泄漏流动的流动特征和损失进行了分析,探讨了部分冠容腔内的损失机理,对部分冠叶冠结构进行了气动优化和结构减重两个阶段的优化设计,分析了气动优化设计前后流动和损失的变化。结果表明叶冠容腔出口腔内存在严重的主流入侵现象与周向泄漏;由此引发的掺混损失使得出口腔内的损失最为显著,占叶冠容腔总损失的80%;优化后的叶冠缘板结构能够有效消除周向泄漏,抑制主流入侵从而提升涡轮级性能0.54%;合理设计叶冠结构可以实现相比原型部分冠减重6.1%的同时提升0.48%涡轮级效率。 展开更多
关键词 部分冠 涡轮 叶冠结构 泄漏流 泄漏损失
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凹槽叶顶冷气射流对涡轮叶尖泄漏流动的影响 被引量：4
7
作者 王宇凡 张伟昊 +3 位作者 邹正平 曹霞 陈云 蒋首民 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期619-625,共7页
涡轮叶尖泄漏流动对涡轮通道内流动损失有着显著影响,叶顶冷气射流对控制叶尖泄漏流动和改善涡轮叶尖气热性能有重要意义。本文利用数值模拟方法,研究了叶顶冷气喷射位置和喷射流量对高压涡轮凹槽叶顶间隙泄漏流动控制的影响。文中重点... 涡轮叶尖泄漏流动对涡轮通道内流动损失有着显著影响,叶顶冷气射流对控制叶尖泄漏流动和改善涡轮叶尖气热性能有重要意义。本文利用数值模拟方法,研究了叶顶冷气喷射位置和喷射流量对高压涡轮凹槽叶顶间隙泄漏流动控制的影响。文中重点分析了泄漏流动结构及涡轮气动效率的变化,探讨了冷气对刮削涡这一间隙内主控流动结构演化的影响。研究表明,冷气孔位置的变化对间隙内刮削涡的演化造成了一定影响,但并未造成涡轮整体效率的较大变化;而冷气喷射流量不仅影响到刮削涡结构演化,而且导致了涡轮级效率近0.5%的变化。 展开更多
关键词 涡轮 叶顶冷气 凹槽叶顶 叶尖泄漏 气动性能
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