国家自然科学基金(51076132)
- 作品数：12 被引量：55H指数：6
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- 相关领域：航空宇航科学技术理学机械工程更多>>
- 基于光强的快速响应PSP动态测量技术及其应用被引量：10
- 2014年
- 随着空气动力学的迅猛发展,气动部件的结构及流场越发复杂,流场非定常性产生的影响不可避免,迫切需要对流动的非定常效应进行深入认识。自20世纪90年代起,有关光学压敏涂料(PSP)的动态测压技术成为了实验空气动力学与高分子化学等领域的热点研究方向。经过近20年的发展,快速响应PSP的动态测量技术已有了突破性进步。本文从基于光强的快速响应压敏涂料、动态测量设备、PSP动态测量方法及国外已开展的一些实验研究等方面出发,系统论述了近20年来基于光强的快速响应PSP动态测量技术的发展与应用。研究结果表明,快速响应PSP动态测量技术在非定常流场测量应用中有着巨大潜力,可成为深入认识航空领域复杂动态流场的有效技术手段。
- 高丽敏吴亚楠胡小全高杰刘波
- 关键词：非定常流场相位锁定
- PSP技术在叶栅叶片表面压力测量中的应用被引量：15
- 2011年
- PSP(Pressure Sensitiive Paint)测量技术以不改变叶片表面结构及可以进行全域压力测量的独特优势而受到广泛关注,但是受到几何结构的限制,有关内流场的PSP测量实验难度非常大。本文对ISSI公司所生产PSP测量系统开展了校准试验,完成了三个来流马赫数下叶栅叶片吸力面上静压分布的测量,并与传统压力扫描阀测量结果进行了定量比较。结论如下:(1)校准试验表明测量系统性能对PSP校准曲线有一定影响,为叶栅风洞内压力测量提供了参考;(2)测量系统大小对内流场测量光路布置影响很大:PSP测量系统体积较小,能够提供更多的光路选择;(3)三个马赫数下叶片表面压力分布表明,压力分布图像质量好,基本无噪声暗点,同时与传统压力扫描阀结果定量相比,两者之间最大测量误差低于4.4%。
- 高丽敏高杰王欢刘波周强
- 关键词：压力敏感涂料叶栅风洞压力校准
- 确定应力模型在离心压缩机级流场模拟的应用被引量：3
- 2011年
- 在求解多级叶轮机械流场的定常计算方法中,ADAMCZYK提出的通道平均方法比混合界面方法更为严格也更为复杂,方程中的确定应力项反映了级环境下流场非定常性的时均效应。然而,与雷诺平均方程一样,通道平均方程本身也没包含足够的信息来确定它的解。基于简化的通道平均方程,建立适合离心压缩机动静相干非定常的半经验确定应力模型,替代重叠区域方法来计算确定应力的方法,结合界面处理方法,发展预测离心压缩机级环境下包含动/静相干周期性非定常流场的时均效应的定常计算方法。采用确定应力模型及混合界面两种方法对两台离心压缩机级内的流场进行计算,两种方法计算时间相当。与混合界面方法相比,由于考虑了非定常流动的时均效应,确定应力模型方法得到的流场分布与试验测量更加吻合;而且确定应力的引入在一定程度上能补偿'人工掺混'带来的影响,采用确定应力模型能够得到更真实的流场。
- 高丽敏李晓军高杰刘波
- 关键词：N-S离心压缩机
- 大弯角扩压叶栅吸力面全域压力分布的PSP实验被引量：9
- 2011年
- 基于自行组建的PSP(pressure sensitive paint)测量系统,采用中国科学院化学研究所PSP,实验测量了来流马赫数分别为0.4和0.5时大弯角扩压叶栅叶片吸力面全域压力分布,并与传统测压技术所得结果进行了比较.研究结果表明:①采用PSP技术测量可以获得叶片表面全域的连续压力分布,具有空间分布率高、定量测量的特点;②叶片中部PSP测量压力值与压力扫描阀结果吻合得非常好,但受到叶片吸力面曲率的影响,叶片前缘与尾缘附近的误差较大,最大误差为4.48%;③随着来流速度的提高,PSP与压力扫描阀之间的误差逐渐减小.
- 高丽敏高杰王欢周强刘波
- 关键词：SENSITIVE扩压叶栅吸力面
- 基于内流场PSP测量技术的图像后处理被引量：9
- 2013年
- 由于在测量模型表面压力方面具有独特的优势,光学压敏测量技术(Pressure-Sensitive Paint Technique,PSP)近年来受到了广泛关注。然而,由于内流场流动的复杂性及狭小的几何空间,内流场的PSP压力测量实验难度非常大,影响了PSP的测量精度与显示效果。基于对光学压敏测量技术测量原理的深刻理解,结合图像对准与三维重构理论,探究并优化相应的图像处理流程,自主发展了PSP图像的三维重构程序。以某平面叶栅叶片PSP实验图像为研究对象,按照提出的优化图像处理流程,提高了叶片表面PSP测压的精度,实现了叶片表面压力场的三维重现,并与静压孔测量结果进行了比对。结果表明:所发展的PSP图像处理方法及流程,是现有测量条件下提高PSP测量精度的有效措施之一,且经过叶片表面压力场的三维重现,便于获取图像上的压力信息。
- 高丽敏韦楠高杰吴亚楠
- 关键词：内流场图像处理
- 对转压气机内叶排干涉效应的数值分析
- 2015年
- 本文数值模拟了设计工况下对转压气机内部非定常流场,分析了对转压气机内导叶与转子之间以及转子与转子之间的干涉效应对整机的非定常影响。结果表明,两排转子交界面上的非定常流量波动最剧烈,说明两排转子之间动/动干涉的强度大于导叶与转子之间的动/静以及静/动干涉强度;通过典型叶高处的非定常流场分析,结合不同叶排进口处的非定常脉动强度分析,对转压气机内部的设计和流动机理有了深入认识,各排转子进口处的非定常脉动强度沿着流向增强,由于出口导叶与上游转子间的轴向间隙特别小,出口导叶进口处非定常脉动最为强烈。
- 高丽敏苗芳李瑞宇刘波
- 关键词：对转压气机
- 对转压气机转速比对最先失速级的影响被引量：7
- 2013年
- 为了研究不同转速比对对转压气机最先失速级的影响,就对转压气机在不同转速比下的全工况特性进行了数值模拟,并分析了近失速点两排反转转子(转子1和转子2)内的流场。结果表明:转速比变化不影响该压气机失速的初始扰动类型,即在不同转速比下该压气机中出现的失速初始扰动均为突尖波型;当转速比R2∶R1≥0.9时,由于转子2叶片气动负荷较重,间隙泄漏流的强度较大,转子2更早进入失速工况;而当转速比R2∶R1<0.9时,转子1先于转子2进入失速工况。
- 高丽敏苗芳李晓军刘波
- 关键词：对转压气机
- 动/动干涉效应对叶片非定常负荷的影响被引量：8
- 2014年
- 采用非定常数值模拟的方法研究了设计工况下对转压气机内部的非定常流动机理,着重分析对转压气机内部两排转子之间动/动干涉效应对叶片非定常负荷的影响。研究表明:对转环境下,下游转子的势流干扰造成上游转子压力面的强非定常性,而在上游转子尾迹和势流干扰的影响下,下游转子叶片前缘非定常性极强,相比叶片其他区域非定常强度不是很高,并且从频谱分析的角度证实了两排转子之间的相互影响,反向旋转造成叶片表面压力脉动频率加倍;分析两排转子叶片表面的气动力可知,下游转子的势流干扰对上游转子造成的影响略微强于上游尾迹和势流对下游转子的影响,并且两排转子之间的相对位置对叶片所受非定常气动力存在一定的影响。
- 高丽敏苗芳李瑞宇刘波
- 关键词：对转压气机非定常性数值模拟
- 轴流压气机级内三维粘性流动的数值模拟被引量：3
- 2013年
- 考虑轴流压气机中实际气流沿径向和周向都不均匀的特点,采用亚松弛方法改进传统的混合界面模型,发展了轴流式压气机级内全三维粘性流场的数值计算程序,并以某轴流式双排对转压气机的进口导叶/转子为研究对象,将本文发展的程序与商用NUMECA软件的结果进行对比,对本文发展的程序进行了验证。对比结果表明:由于混合界面法引入了"人工掺混",商业软件计算得出的总压在通过交界面时存在一定的总压损失,而自编程序计算结果保证了总压在交界面处的一致性。流场分析结果表明:该转子叶片在设计工况下处于负攻角状态,在导叶出口轮毂处、压力面50%弦长处、吸力面靠近尾缘处均出现了轻微的流动分离现象。
- 高丽敏陈璇白莹冯旭栋
- 图像三维重构在叶片表面压力测量的应用被引量：5
- 2012年
- PSP(Pressure Sensitive Paint)图像的三维重构即将PSP处理所得二维压力图谱转变为叶片三维模型上的压力分布,其有助于PSP实验结果的分析和压力信息的定量提取。以某叶栅的PSP压力图像为对象进行图像的三维重构,得到了三维叶片模型表面的压力分布,并对三维重构图像进行了误差分析。结果表明:1)将PSP图像进行三维重构以后可以方便压力信息的分析及读取;2)标记点的数量及位置分布对PSP图像的三维重构精度有影响。
- 高丽敏高杰谢建刘波
