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空氣渦輪火箭發動機燃燒室異型尾緣波瓣混合器同軸射流火焰熄火特性研究————作者：彭沐彬;胡斌;趙巍;曾文;馬英群;趙慶軍;

摘要：空氣渦輪火箭(ATR)發動機燃燒室的主要功能是實現內涵富燃燃氣與外涵空氣的高效燃燒。異型尾緣波瓣混合器通過在燃燒室構建多尺度渦系結構實現摻混與穩焰的一體化設計，可以有效縮短燃燒室長度，提升發動機推重比。本文以ATR發動機異型尾緣波瓣混合器為對象，完成異型尾緣波瓣混合器射流火焰熄火特性試驗，獲得異型尾緣波瓣混合器的熄火邊界及近熄火狀態下的火焰動態特性。研究結果表明：（1）隨著空氣流速的逐漸增大，燃燒...

支板噴注當量比與燃燒室構型對斜爆震駐定特性影響研究————作者：龍震宇;韓信;彭瀚;黃玥;尤延鋮;

摘要：斜爆震作為馬赫數8以上飛行條件下的一種高效的燃燒方式，近年來在吸氣式高超聲速推進領域受到廣泛關注。本文通過數值研究，探討了以氫氣為燃料時，不同噴注當量比和燃燒室幾何參數對斜爆震發動機駐定特性及推進性能的影響。研究表明，在馬赫數為8.67的飛行條件下，單支板噴注方案可以實現氫氣/空氣的完全摻混，并在燃燒室內爆震波與邊界燃燒的協同作用下形成穩定的駐定燃燒。隨著噴注當量比從0.25增大至1.0，斜爆震波...

基于極度梯度提升的發動機導葉伺服系統延時估計與補償控制————作者：陳弘毅;鄧達明;馬丙周;汪崇博;李秋紅;龐淑偉;

摘要：為了實現發動機導葉伺服系統在延時變化時的有效補償控制，對導葉伺服系統的特性進行測試和模擬采樣，將延時估計問題視為分類問題，提出一種基于極度梯度提升（XGBoost）網絡的延時分類方法，以指令變化之后的2維張量為輸入構建樹模型，實現了延時的準確估計，在訓練和測試數據集上的估計精度均高于98.29%。采用極限學習機建立發動機導葉伺服系統模型并對延時進行補償控制。模擬導葉延時變化情況開展仿真，結果表明：...

重型燃機中心分級燃燒器天然氣摻氫振蕩特性實驗研究————作者：劉占南;周元甲;葛冰;顏偉;陳明敏;孫博;

摘要：天然氣摻氫燃燒作為燃氣輪機機組降低碳排放的關鍵技術路徑之一，存在燃料組分變化所導致的燃燒不穩定性問題。為研究實際重型燃氣輪機機組中心分級燃燒器摻氫燃燒時的熱聲振蕩特性，本文設計并開展全尺寸滿負荷燃燒試驗，總結了不同值班摻氫比(R_v)對中心分級燃燒器摻氫燃燒的壓力脈動參數、火焰結構及性能參數的影響規律。試驗結果顯示，值班級燃料摻氫能夠促使兩級火焰結構相互獨立，顯著降低脈動壓力幅...

支板一體化穩定器回流區液霧卷吸特性實驗研究————作者：吳杰;雷慶春;范瑋;劉輿帥;穆勇;

摘要：為探究加力燃燒室支板一體化穩定器不同尾緣構型設計時的回流區液霧卷吸分布特性，本文設計了A～I等8種帶擴張結構的不同尾緣型式，在常溫常壓與中溫中壓（500 K & 0.3 MPa）來流參數、燃油噴射角度90^o和130^o、支板尾緣高度30、35、40 mm等多種工況參數下開展了實驗研究。結果顯示，不同尾緣構型的回流區內液霧卷吸模式差異較大，較于純直支板結構，...

渦輪泵深冷介質機械密封相變特性分析與槽型結構優化————作者：陳凱放;李雙喜;畢恩哲;張江騰;黃澤盛;佟海濱;

摘要：為提高航天深冷介質推進器渦輪泵的密封性能，針對非接觸式機械密封端面介質易相變問題和高服役性能等要求，基于充分考慮溫壓作用的修正Reynolds方程，建立了流固熱耦合的相變模型，以密封的最大開啟力、最小泄漏量、最大剛度和最大液相體積率為優化目標，建立總體期望函數，對端面淺槽結構參數進行基于響應面法的多目標優化分析，并結合試驗驗證了模型的準確性。研究結果表明：液氫介質在密封端面內的相變程度顯著，密度由...

加壓工作條件下預膜空氣霧化噴嘴燃油粒徑預測模型研究————作者：王波;苗家銘;任光明;甘曉華;

摘要：由于加壓工作條件下霧化粒徑數據的稀缺以及基于物理機制粒徑預測模型的缺乏，本文開展了加壓工作條件下預膜空氣霧化噴嘴燃油粒徑預測模型研究。通過試驗設計（DOE），采用激光粒度儀測試了空氣壓力、空氣溫度、空氣壓降、燃油溫度、油氣比等多參數交叉影響下的霧化粒徑數據，基于表面波不穩定理論構建了包含韋伯數、雷諾數、奧內佐格數等無量綱參數的預測模型。通過試驗數據的驗證，表明預測模型最大誤差為14.1%，平均誤差...

基于數值虛擬飛行技術的固體火箭發動機水下點火發射全過程仿真研究————作者：柳文杰;常浩;王東;王俊龍;盧鑫;

摘要：近期逐漸興起的數值虛擬飛行技術將氣動/剛體運動/控制進行一體化耦合求解，用于解決高動態、強非線性耦合模型的復雜流動與控制仿真，在航空飛行器設計中得到初步應用。在基于固體火箭發動機擺動噴管控制的水下點火發射過程中，由于氣-水兩相介質的相互作用，流動機理復雜。為了實現精確數值模擬，本文基于CFD數值仿真軟件，集成了多相流模型、多自由度運動求解、復雜網格變形和姿態控制器模型，建立了水下有控發射仿真模型。...

晶體測溫技術及應用進展————作者：馬宏偉;高若琳;郭君德;劉蒙永;

摘要：測溫晶體因其體積小、高精度以及快速響應的優勢，在高溫渦輪部件溫度測試中展現出廣闊的應用前景。本文從標定方法、溫度判讀、傳感器安裝位置及其在高溫渦輪部件中的應用四個方面，綜述了近年來晶體測溫技術的研究進展。介紹了測溫晶體的晶格結構及輻照缺陷隨退火溫度變化的研究進展；闡述了標定與溫度判讀過程中表征晶體缺陷特征的重要參數及方法，包括衍射峰位置法、晶格腫脹法、電阻率法，分析了這些方法的研究進展、存在的問題...

航空動力系統熱流體高精度混合湍流模擬方法若干進展————作者：韓省思;吳文昌;陳濤;鹿高千;霍勝豪;

摘要：高精度湍流模擬方法是助力航空動力系統研制的重要手段，在揭示核心物理機制、拓展設計空間、補充極端工況特性等方面具有獨特的作用。混合湍流模擬方法經過近三十年的發展，在大規模應用于工程湍流問題方面中具有很大潛力。本文著重對混合湍流模擬方法的若干重要發展進行了梳理和歸納。在模型表現形式上，闡述了雷諾時均納維-斯托克斯方法（Reynolds-Averaged Navier-Stokes，RANS）與大渦模擬...

點陣結構內超臨界壓力碳氫燃料流動傳熱機理數值研究————作者：王金兆;周林;穆林;尚妍;浦航;張義寧;東明;

摘要：為探索輕量化點陣結構替代傳統槽道式主動冷卻通道應用于高馬赫數吸氣式發動機高溫壁面熱防護的可行性，采用數值方法研究了三種點陣主動冷卻結構內超臨界壓力RP-3的流動傳熱特性。工況參數為壓力5 MPa，壁面熱流密度2 MW·m^-2，入口雷諾數6804。結果表明，點陣芯體作為強化元件顯著提升了受熱側端面的傳熱性能，在芯體桿件繞流影響下，端面附近形成了復雜的流動結構，增強了流體間的剪切...

不同壓比與溫比時超/亞聲速混合層霧化特征————作者：魏杰立;朱志祥;朱煥宇;何小民;

摘要：為了獲得壓比和溫比對超/亞聲速混合層油霧特征的影響規律，開展了試驗和數值計算研究。采用粒子圖像測速系統PIV拍攝記錄混合層內油霧分布，數值模擬不同壓比和溫比時混合層內油霧運動和破碎特性。試驗和數值模擬的結果均表明隨著壓比增加，混合層油霧空間分布形狀由平直型轉變為波紋型。同時，數值模擬結果表明壓比大于1時，混合層內油霧存在“逸出-再入”過程，導致索特爾平均粒徑（SMD）分布出現新的平臺段，且壓比由0...

射流冷卻對加力燃燒室穩態燃燒特性的影響研究————作者：賀鵬宇;岳晨;范育新;胡可;

摘要：射流預冷技術是提高加力沖壓雙模態燃燒TBCC渦輪模態上限，改善渦輪到沖壓過渡模態性能的有效方法，但是噴水會影響渦輪模態加力燃燒室的燃燒特性。本文利用數值計算的方法設計了合適的噴嘴布置方案，在固定噴注點和點火點距離的條件下，研究了來流條件對于液滴蒸發性能的影響，并實驗研究了噴水對于加力燃燒室穩態燃燒特性的影響。結果表明：來流溫度是影響預冷段出口溫度分布均勻性的關鍵因素，溫度升高會導致出口溫度分布的不...

燃氣分析法測溫計算方法和試驗對比研究————作者：趙聰聰;陳志龍;張經緯;張譯元;何敏;

摘要：為了根據燃燒室出口組分濃度計算燃氣溫度，采用牛頓法和赫夫法求解質量守恒方程、組分平衡方程、熱離解方程和能量守恒方程等非線性方程組，計算出了考慮熱離解與不考慮熱離解時的燃氣溫度，并通過燃氣分析法測溫試驗和熱電偶測溫試驗對上述計算方法進行了驗證。理論計算結果表明：隨著溫度的升高，燃氣分析法計算的燃氣溫度在不考慮熱離解時與考慮熱離解時差距變大，當溫度超過1800 K時，考慮熱離解與不考慮熱離解的溫度差距...

含鈦合金包邊真實復合材料轉子葉片鳥撞損傷試驗與仿真————作者：姜文龍;韋林;遲雪;劉璐璐;羅剛;陳偉;

摘要：為探究金屬-復合材料轉子葉片前緣結構在鳥撞下的損傷狀態以及金屬包邊和復合材料葉片之間膠合層的失效原理，分析金屬和復合材料耦合情況下的損傷模式，針對含鈦合金包邊的碳纖維鋪層復合材料轉子葉片，展開含金屬包邊的復合材料葉片結構在不同撞擊角度和撞擊速度下的鳥撞瞬態響應的研究。通過高壓空氣炮系統，分別用兩種不同撞擊速度及兩種撞擊角度對同一片葉片進行連續撞擊試驗，采集葉片應變特性及試驗前后振動特性，并對撞擊后...

質子交換膜燃料電池電堆結構組合優化及運行性能分析————作者：何紫璇;張曉卿;馬驍;帥石金;

摘要：航空用燃料電池電堆內部單體間運行不一致是影響電堆性能的重要問題。本文建立了燃料電池多物理場耦合電堆模型，以流體網絡模型為基礎，耦合了一維燃料電池模型和傳熱單元模型，探討了單電池面積和層數的最佳組合。研究結果表明，單電池數量對流動和溫度分布均勻性影響更大。但過大的單體面積會導致電堆內部壓降明顯增大，進而增加冷卻液泵寄生功率，因此需要在單電池層數與面積之間進行折中。針對航空可能面臨的高功率需求、低壓工...

Newton-Krylov全隱式時間推進方法及其在葉輪機械內流分析中的應用————作者：李怡;張倩;趙家資;徐慎忍;喬磊;王丁喜;

摘要：為將Newton-Krylov全隱式時間推進方法應用于基于雷諾平均納維斯托克斯(RANS)方程的葉輪機械內流分析中，以此提高葉輪機械內流分析的收斂效率及魯棒性，本文針對葉輪機械內流分析相比飛機外流分析在方法上需要的補充，發展了考慮旋轉周期邊界、轉靜交界面及離心力源項的精確雅可比計算方法。后將現有面向飛機外流CFD分析的Newton-Krylov全隱式時間推進方法拓展至了多排葉輪機械定常流場分析。并...

高速柔性轉子彎扭耦合振動安全性設計方法————作者：楊海;宋梓宇;鄧旺群;劉飛春;向有志;洪杰;

摘要：針對高速柔性轉子系統在葉片飛失等極端載荷環境下的彎扭耦合振動問題，提出了彎扭耦合轉速區危險性評估參數及彎扭耦合振動安全性設計方法。通過轉子結構特征或支承剛度優化，改變彎曲模態分布，調整彎扭耦合失穩轉速區，以避免轉子在葉片飛失后轉速相對穩定的短時段內發生彎扭耦合振動；通過變剛度支承及緩沖阻尼設計，降低并收縮彎扭耦合失穩轉速區，控制轉子在減速過程中的動力響應。結果表明，通過優化渦輪局部支承剛度，設計變...

NEPE推進劑的高壓燃燒性能研究進展————作者：辛凱;楊凱瑞;霍正;李炬;楊榮杰;李玉平;李強;王登可;

摘要：調控高壓燃燒性能、降低燃速壓強指數是國內外研究NEPE推進劑的熱點方向，但是國外關于NEPE推進劑高壓燃燒性能的研究披露較少。本文簡要綜述了NEPE推進劑燃燒模型方面的研究進展，并且從黏合體系、氧化劑、硝胺炸藥、鋁粉、燃燒性能調節劑等五個方面總結了國內學者與本文作者團隊關于NEPE推進劑高壓燃燒性能的研究結果。在高壓下，NEPE推進劑的燃速壓強關系出現拐點，主要與氧化劑與硝胺炸藥以及鋁粉之間的反應...

液體火箭發動機渦輪泵振動問題研究現狀及展望————作者：王玨;竇唯;杜家磊;金志磊;

摘要：渦輪泵作為液體火箭發動機的核心高速旋轉增壓組件，其振動特性研究涉及多學科交叉領域，涵蓋流體力學、結構力學、轉子動力學及熱力學等。本文系統梳理了渦輪泵振動問題的研究進展，從結構激振、流體激振和耦合振動三個維度展開論述：在結構激振方面，重點探討了轉子不平衡、動靜碰摩、軸系松動及內摩擦等典型問題，在流體激振方面，深入分析了動靜干涉流體激振、喘振、空化等；在耦合振動方面，主要討論了密封-轉子耦合、渦輪顫振...

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