国家自然科学基金(50975233)
- 作品数：13 被引量：52H指数：6
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- 相关机构：西北工业大学陕西法士特齿轮有限责任公司中国航空工业集团公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国航空科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术机械工程自动化与计算机技术化学工程更多>>
- 航空发动机轴承腔油气两相流型的一个判断准则
- 2012年
- 基于流型进行航空发动机轴承腔油气两相润滑分析是一个有潜力的研究途径,通过构建轴承腔油气两相流型与结构工况的关系,形成轴承腔油气两相流型的判断准则是其中重要的基础工作。借助描述轴承腔油气两相流的流型判别参数,构建轴承腔油气两相流型与结构工况的关联关系,提出轴承腔油气两相流型的判断准则,相关的轴承腔油气两相流试验现象支持了这一准则。研究工作实现了根据轴承腔结构工况条件预估轴承腔油气两相流型的途径,有助于基于流型分类进行轴承腔润滑分析和换热设计。
- 刘曼利陈国定张永红苏华
- 关键词：发动机轴承腔流型
- 一种旋转圆盘腔内油滴运动特性研究被引量：2
- 2013年
- 通过研究航空发动机环下供油轴承腔拓扑结构,建立了较为简化的拟轴承腔结构-旋转圆盘腔结构,并基于此进行了腔内油滴运动特性的研究。研究中首先获得了腔内气相介质流场特性,然后在考虑气相阻力、油滴自身重力对油滴运动特性的影响下,采用Lagrangian方法建立气相介质流场中油滴运动方程,获得了不同油滴直径以及圆盘转速变化对油滴运动过程中的速度和轨迹影响的规律。分析结果表明:不同圆盘转速对油滴运动过程中的速度和轨迹都有很大的影响;相同转速下直径较小油滴速度、轨迹的受到气相流场的影响比直径较大油滴所受影响更为显著。且油滴自身重力对不同直径下油滴的运动运动轨迹亦有影响。
- 张永红万然刘阳陈国定
- 轴承腔中油滴尺寸分布和沉积特性被引量：11
- 2011年
- 航空发动机的润滑系统和二次空气流动系统的设计依赖于对轴承腔中复杂的油气两相流动状态的理解,这其中包括影响轴承腔润滑和换热性能的壁面油膜物理特性。运动油滴转移的质量和动量与轴承腔壁面油膜厚度和速度有很大关系,并决定轴承腔油气两相流动的油膜初始状态。通过分析轴承腔结构工况与油滴直径分布参数关系,明晰基于直径尺寸连续的油滴质量分布,在此基础上进行油滴与轴承腔壁面碰撞后的沉积质量和转移动量的计算,以量纲一参数的形式探讨轴承腔结构和工况对油滴沉积质量和转移动量的影响。针对某一轴承腔结构和工况条件进行的油滴沉积质量和动量转移量计算,以研究计算方法的可行性。结合油滴尺寸分布进行油滴沉积特性分析,探索轴承腔油膜形成过程的物理本质,获得表征轴承腔结构和工况条件的量纲一参数W e*1/2对油滴沉积质量和沉积油膜动量转移量的影响规律,有助于航空发动机轴承腔油气两相流动研究后续工作的开展。
- 陈国定陈薄王军陈晨
- 关键词：轴承腔油膜
- 航空发动机轴承腔气相速度场数值模拟被引量：7
- 2012年
- 考虑轴承腔密封间隙和排气孔结构,以及气相介质状态方程条件下,利用CFX软件数值计算了典型航空发动机轴承腔结构的气相流场。探讨了密封间隙和排气孔结构存在以及考虑气相介质状态方程对气相介质流动的影响,以及转子转速、进气量、轴承腔的液力直径等工况和结构参数对气相介质流动状态的影响。计算结果表明:考虑密封进气和排气孔结构以及气相介质的状态方程对气相介质流动速度分布影响较大;气相介质无量纲切向速度沿着轴承腔径向方向减小,而无量纲径向速度和轴向速度沿着径向方向变化较为复杂;转子转速、密封进气量和轴承腔液力直径对无量纲速度分布影响也较大而且很复杂。与有关文献计算结果的对比验证了本文提出的计算方法的可靠性和正确性。
- 陈薄陈国定张永红孙恒超
- 关键词：航空发动机轴承腔气相流场数值模拟
- 航空发动机轴承腔含油滴油气两相介质的流动模拟被引量：10
- 2011年
- 航空发动机轴承腔设计正确性不仅影响到发动机转子的力学性能和工作寿命,而且影响到发动机二次空气流动系统的效率。轴承腔中油气两相介质共存的复杂状态使得轴承腔润滑设计和热分析十分困难,并因此影响发动机润滑系统和二次空气流动系统设计准确性。针对较宽结构和工况范围内出现的轴承腔中油膜、油滴和空气共存的流动形态,文章基于CFX商业软件平台进行了轴承腔润滑介质流动状态数值模拟,探讨了轴承腔结构和工况对腔中介质流动性态和参数的影响,揭示了若干工况条件下的润滑介质压力和速度的分布规律。研究有助于轴承腔油气两相流动物理本质的深入理解,亦为航空发动机轴承腔设计中的工程基础数据和参数获得,提供了手段和途径。
- 陈国定陈薄刘亚军陈晨
- 关键词：轴承腔航空发动机
- 轴承腔两相流动流型特征参数及鲁棒性分析被引量：4
- 2012年
- 航空发动机轴承腔的润滑设计和换热分析依赖于对轴承腔中润滑介质两相流动特性的理解,依据流型进行轴承腔油气两相介质流动研究是获取流动特性的有效途径。针对通过试验判断油气两相介质流动形式的需要,结合数值分析和试验数据,在辨识能力和试验获取等方面的考虑前提下,提出了辨识航空发动机轴承腔中均相流动与含油滴气/液分层流动两种主要油气两相流型的特征参数——体积含油率和无量纲速度,探讨了两个特征参数在较宽工况范围内保持流型辨识能力的鲁棒性。研究工作对于借助于试验判断油气两相流型,从而可以在严谨理论指导下基于流型进行航空发动机轴承腔润滑介质两相流动特性分析,实现准确高效的润滑设计和换热分析的设计路线实施是很有意义的工作。
- 陈国定王涛刘曼利孙恒超张永红
- 关键词：轴承腔两相流流型辨识
- 低速工况下航空发动机轴承腔壁面油膜运动分析被引量：2
- 2010年
- 航空发动机轴承腔壁面油膜运动特性的研究对于轴承腔散热设计起着非常重要的作用。笔者针对轴承腔低速工况,结合国外已有试验工作,提出描述油膜速度和油膜厚度的分析方法,并进行若干工况条件的分析。研究结果表明,在低速条件下,油膜厚度和油膜平均速度均自轴承腔排气口到排油口逐渐增大且和滑油供油量成正比,重力和油膜/空气界面剪切力的共同作用使得油膜在排油口两侧流动方向相反且数值上有差异。理论分析与试验工作的比较表明,笔者提出的低速工况下轴承腔壁面油膜分析方法是可行的,分析工作对于揭示轴承腔壁面油膜运动机理、进行轴承腔润滑设计和传热分析,都是有工程应用价值的。
- 刘亚军陈国定王军
- 关键词：航空发动机轴承腔油膜厚度
- 高转速下轴承腔内壁油膜流动建模被引量：6
- 2010年
- 结合国外已有试验工作,提出描述轴承腔壁面油膜运动的分析模型,并进行若干工况条件的影响分析.研究结果表明,轴承腔中油膜流动具有累积特点,表现出在排出口之间油膜厚度逐渐增大;旋转件转速的增加减小了壁面油膜厚度,但却提高了油膜平均速度;随着入口滑油流量的增加,壁面油膜厚度和平均速度都随之增加.理论分析及其与试验工作的比较都表明,提出的基于试验研究预测轴承腔中油膜运动物理状态的方法,对于在有限试验条件下研究轴承腔中壁面油膜运动机理、继而开展轴承腔内传热分析和润滑分析,是有价值的技术途径.
- 刘亚军陈国定王军
- 关键词：航空发动机轴承腔油膜厚度
- 航空发动机轴承腔中油滴运动与沉积的特性分析被引量：8
- 2010年
- 本文在获得轴承腔中气相介质流场的基础上,采用Lagrangian方法建立油滴在气相介质流场中运动的分析模型,通过瞬时步进法数值模拟油滴的运动过程,获得了油滴直径和旋转轴转速对油滴运动过程中的速度和轨迹影响的规律.基于获得的油滴与腔壁碰撞前的运动状态,以及结合油滴与腔壁的碰撞模型,实现了油滴直径和旋转轴转速对碰撞后油滴沉积率和动量转移率影响规律的分析.结果表明:油滴直径和旋转轴转速对油滴速度及轨迹,以及油滴沉积率及动量转移率都有很大影响,而且前者的影响更为明显.与国外同等条件下的试验结果对比表明,本文提出的油滴运动与沉积特性分析方法具有较好的可靠性和精度.碰撞前后油滴运动状态和沉积率及动量转移率的计算,为下一步油膜厚度和速度的计算,继而为轴承腔润滑设计和换热分析提供了初始条件.
- 王军陈国定刘亚军
- 关键词：轴承腔两相流
- 不同流型下轴承腔中油气介质的流动特征参数被引量：13
- 2010年
- 航空发动机轴承腔两相介质流动状态的理解对于润滑和二次空气流动系统的设计是十分重要的。借助于流型分类进行两相介质流动研究,是揭示轴承腔中两相介质流动物理本质的可行途径。由于航空发动机轴承腔润滑状态的复杂性,难以从物理试验直观判断流型类别,通过流动特征参数的差异性判断流型类别是值得探索的方法。发动机轴承腔可能出现的流型有均相流动、分层流动和油膜/空气(含油滴颗粒相)流动。针对这3种流型类别,分析了润滑介质压力和速度相对于不同流型表现出的差异性及其分布特点,同时探讨了转子转速、供油量和密封进气量等工况条件对这种差异性的影响。研究工作表明:轴承腔中润滑介质的压力和速度可以作为判别两相介质流型的特征参数,并且这一判别技术具有较好的鲁棒性。
- 陈国定刘曼利刘亚军陈晨
- 关键词：航空发动机轴承腔流型特征参数
