国家自然科学基金(51176072)
- 作品数：8 被引量：26H指数：4
- 相关作者：黄国平傅鑫朱剑锋付勇洪树立更多>>
- 相关机构：南京航空航天大学中国航空工业集团公司更多>>
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- 相关领域：航空宇航科学技术理学更多>>
- 一种控制气流分离的无源微脉冲射流技术研究被引量：7
- 2013年
- 基于压气机在大负荷下发生气流分离的流动特征提出了一种无源引气微脉冲射流控制的概念,并对其核心的脉冲射流器进行了特性实验分析,结果表明脉冲射流器能产生明显的脉冲射流且射流频率无级可调。结合无源脉冲射流控制方式建立了一套仿叶栅通道实验模型,得到了无流动控制时通道内稳态及动态压力特性,在设计状态下通道内分离涡主频为266Hz。对该分离流场进行了脉冲射流控制通道内气流分离的实验研究,实验测量了频率从60Hz到600Hz的微脉冲射流对分离流的控制效果。实验结果表明:从通道总压损失减小的效果来看,当脉冲射流频率接近分离涡主频时控制效果最为明显。此时通道内占主导地位的分离涡的周期性特性得到了明显的改善,其他频率的旋涡对流场的影响程度在脉冲射流的作用下被削弱,流场结构较无控、定常射流控制及其他脉冲射流频率状态更为有序。
- 朱剑锋黄国平傅鑫付勇
- 关键词：脉冲射流非定常
- 基于POD方法的弯曲扩压通道分离流控制的时空特性分析被引量：6
- 2014年
- 为了分析一种运用于压气机内分离流控制的无源脉冲射流控制技术的特点,基于弯曲扩压通道试验模型进行了脉冲射流控制的试验和数值模拟研究,结果均表明当射流频率接近通道内分离涡主频时控制效果最为明显;引入了本征正交分解(POD)技术对无控状态下通道内流场结构进行分析,得到了POD各阶模态的流动结构特征。在此基础上对比分析了定常及非定常控制特点,结果表明:非定常控制方式主要是重分配各阶模态之间的能量,有选择性地强化或削弱某阶模态;定常射流控制则是整体削弱高阶模态,压制通道内复杂流动现象;合理地构建脉冲射流可使能量从高阶模态向平均流模态进行转移,能量的转移通过空间流场结构的重构和模态时间演化特性的序化实现。最后针对POD分析结果进行了验证性试验研究,试验结果部分反映了时空特性的变化规律,提升了POD分析结果的可信度。
- 朱剑锋黄国平傅鑫付勇
- 关键词：本征正交分解非定常脉冲射流
- 引入DMD方法研究有/无控气流分离的动态结构被引量：5
- 2017年
- 为分析非定常流动控制技术抑制分离流的机理,对弯曲扩压通道的试验模型进行了数值模拟,针对扩压通道在无控和采用最佳射流频率状态下的计算结果引入了动力模态分解(DMD)技术进行分析。通过DMD技术能够将包含时空信息的扩压通道复杂流场进行分解,捕获流场包含的动力信息和对应的拟序流动结构。将无控和有控流场分解的结果进行对比分析后表明:采用有效激励措施时,和脱落涡频率一致的涡系对流场的影响更加突显,流场整体上表现得更加有序;非定常控制抑制了一部分涡的增长,使得各模态整体上更加稳定;而有控流场占主导地位的涡系结构相比无控流场较为有序,且对主流区未形成明显的直接影响。
- 洪树立黄国平
- 关键词：非定常拟序结构
- 无源微脉冲射流抑制叶栅气流分离的初步实验被引量：6
- 2014年
- 基于一种适用于高负荷压气机的无源微脉冲射流控制技术，在平面叶栅实验平台上开展了低马赫数实验研究，得到了无流动控制时叶栅通道内稳态及动态压力特性．对该分离流场（通道内分离涡主频为478Hz，对应的斯特劳哈尔数Sr约为0．2）进行了无源微脉冲射流控制通道内气流分离的实验研究，并针对148Hz到840Hz频率范围内的无源微脉冲射流控制分离流的效果进行了实验测量分析．实验结果表明：在分离涡主频0．85～1．20频率范围内，控制效果最为明显；相比于开缝吹气等定常射流控制方式，无源微脉冲射流控制方式引气流量小，大幅降低了引气对压力面流动特征及叶栅总体性能的影响．
- 朱剑锋黄国平傅鑫付勇
- 关键词：非定常气流分离平面叶栅
- 新型微型涡扇方案及其复合压缩转子初步设计被引量：1
- 2017年
- 在分析国内外已有微型涡扇发动机方案可行性及利弊的基础上,提出一种紧凑型复合压缩系统微型涡扇发动机方案,可在保证结构简化与紧凑的前提下有效降低发动机耗油率。该方案风扇转子与斜流压气机转子构成串列叶片结构,通过对串列叶片独立作用机制和耦合作用机制的研究,认为合理设计串列叶片转子(全串列或半串列形式)能显著提高内涵压缩性能。通过对该方案的总体性能建模及参数分析,给出了一个设计实例的设计参数及性能参数,该实例中,耗油率比相同性能水平微型涡喷发动机约降低24.4%。对复合压缩系统转子进行了初步设计并进行流场数值模拟,得出转子系统内涵在设计流量下压比5.2,效率91%,外涵在设计流量下压比1.6,效率84%。结合对内外涵流场的分析,表明内外涵均可在较高效率下完成增压作用。
- 陆惟煜黄国平傅鑫
- 关键词：数值模拟流场分析
- 脉冲射流控制弯曲扩压管道流动分离的特点被引量：3
- 2015年
- 结合弯曲扩压通道的脉冲射流总体控制规律,开展了不同射流频率下通道内流场的稳定及动态特性分析.研究结果表明:定常射流控制状态下,流场内沿径向不同位置流动特性的变化幅度基本相同,定常射流通过压制通道内复杂流动现象达到整体线性地改变通道内流场特性的效果;而在合理脉冲射流控制状态下,脉冲射流对流场的影响主要是通过改变分离涡的脉动时空特性,沿径向逐步增强对流场的影响,从而使得主流区内总压损失降低幅度最为明显,此时扩压通道内占主导地位分离涡的周期性特征有了明显的改善,流场拟序结构更为有序.
- 朱剑锋黄国平傅鑫付勇
- 关键词：脉冲射流非定常分离涡
- 弯曲扩压通道内脉冲射流位置影响的POD分析被引量：2
- 2014年
- 基于一种弯曲扩压通道在不同射流位置状态下,开展了脉冲射流控制的试验及数值模拟研究,引入本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition,POD)技术以模态的方式完成了脉冲射流控制效果的分析。结果表明:随着射流位置逐渐由上游靠近分离点,各个射流位置最佳射流频率逐渐接近于通道内分离涡主频,分离点附近及下游位置最佳射流频率与通道内分离涡主频保持一致;最佳射流频率下,随着射流位置逐渐接近于分离点,分离涡模态能量在脉冲射流的作用下向平均流模态转移的比例逐渐增加,向高阶模态能量转移的比例逐渐减小;分离点位置对应着最佳射流位置,该状态下POD各阶模态能量均向平均流模态进行转移,脉冲射流控制效果最为明显。
- 朱剑锋黄国平傅鑫付勇
- 关键词：本征正交分解非定常
- 采用DMD方法研究叶栅不同攻角的拟序结构被引量：4
- 2018年
- 为分析平面叶栅分离流非定常拟序流动特征,对三个不同攻角下的叶栅进行了单通道的大涡模拟仿真,并采用动力模态分解(DMD)三个工况的流场结构进行了分析。DMD方法对包含复杂时空信息的叶栅分离流流场进行了解耦,剥离出了反映流场主要动力信息的模态,获得了其频率和与之对应的空间结构。并且通过DMD方法,将原本需要研究大量不同时刻的流场,转移到仅需要对少量模态的研究即可,实现了保留主要动力特征的低维近似。通过DMD分析表明:气流经过叶片前缘产生流动分离,形成不稳定的剪切涡结构,它和尾迹区脱落涡相互耦合,并形成新的拟序结构。随着攻角的增大,前缘剪切涡及其与尾迹涡的耦合也同时增强,流场变得更加复杂。
- 洪树立黄国平陆惟煜王进春
- 关键词：叶栅拟序结构
