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期刊信息/Journal information
航空动力学报
航空动力学报

陈懋章

月刊

1000-8055

JAP@buaa.edu.cn

010-82317410

100191

北京市海淀区学院37号

航空动力学报/Journal Journal of Aerospace PowerCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本报是中国航空学会主办，经国家科委批准的高级刊物，向国内外公开发行。主要刊登航空航天发动机的原理与设计、气动热力学，叶轮机械，燃烧学，传热传质学，结构力学，自动控制、机械传动、实验技术以及热动力工程等方面的最新科技成果。编委会由主编、副主编及编委共50余人组成，均为该领域的著名专家学者。
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    涡轮工作叶片不同区域簸箕形孔的气膜冷却特性实验

    陈磊张灵俊王文璇曹飞飞...
    1-10页
    查看更多>>摘要：采用压敏漆(PSP)技术实验研究了簸箕形孔在涡轮工作叶片吸力面和压力面不同位置的气膜冷却效率分布特性，分析了吹风比(吹风比为0。5、1。0、2。0)和湍流度(湍流度为0。62％、16。0％对气膜冷却效率的影响规律。实验结果表明:吸力面和压力面上的簸箕形孔最佳吹风比分别在M=1。0和M=2。0附近，吸力面上的簸箕形孔在低湍流度和中等吹风比(吹风比为1。0)下具有较高的气膜冷效，压力面上的簸箕形孔在高吹风比和高湍流度下具有更大的气膜覆盖面积和气膜冷效;吸力面的气膜覆盖面积和展向平均气膜冷效整体显著高于压力面，压力面曲率较大处的簸箕形孔气膜冷效最差。湍流度对气膜冷效的影响程度与吹风比相当;湍流度增强使得压力面气膜冷效降低，但提高了吸力面在高吹风比下的气膜冷效，同时降低了吸力面气膜冷效对吹风比变化的敏感性。

    涡轮工作叶片簸箕形气膜孔气膜冷却效率压敏漆(PSP)技术湍流度

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    大型结冰风洞热气供气防除冰试验技术

    赵照熊建军冉林易贤...
    11-17页
    查看更多>>摘要：在结冰风洞建立热气供气防除冰试验系统是开展热气防除冰试验的主要手段，为满足我国一系列国产飞机防除冰系统设计与结冰适航审定需求，中国空气动力研究与发展中心依托3m×2m大型结冰风洞开展了热气供气防除冰试验技术研究，自主研制了热气供气防除冰试验系统。设计并研制了数字阀流量控制单元、电加热器单元、流量控制单元等试验子系统，建立了试验流程与方法，构建了完善的多路热气供气防除冰试验技术，并对某小型航空发动机进气道部件开展了双路防除冰试验验证，试验结果表明:热气供气防除冰试验系统可模拟真实压气机引出的热气，具备多路热气供气试验能力，温度控制精度可达±1℃，流量控制精度可达±1％，性能指标优异，为下一步我国飞行器防除冰试验系统设计与适航审定提供了有力支撑。

    大型结冰风洞多路热气供气防除冰试验技术飞行器适航审定

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    冰雹连续抛射的气固耦合输运计算与试验验证

    孙科宋江涛任博扬王欢...
    18-24页
    查看更多>>摘要：针对可压缩流气力输运大尺寸颗粒的气固两相流动问题，建立了计算流体力学(CFD)与离散单元法(DEM)耦合的计算方法，通过计算流体力学计算得到抛射管内气流流场分布，离散单元法根据气动参数计算得到冰雹受力及运动情况。进行冰雹速度测量时，需在抛射管出口处加装专用测量段，对测量构型与开放构型进行对比，结果显示测量构型与开放构型下的计算结果基本一致，因此测量构型下的计算与试验可支撑连续抛雹装置设计。通过3种颗粒阻力模型下的对比计算，Ergun模型与Di模型得到的冰雹速度计算结果较大，自由流阻力模型计算得到的冰雹速度与试验测量结果最接近，其计算得到的冰雹速度与试验结果相差8。9％，对冰雹连续抛射装置设计有一定的指导作用。

    冰雹抛射气力输运耦合计算自由流阻力模型大尺寸颗粒

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    喷注位置对多组分燃料超燃冲压发动机燃烧的影响

    滑远帆李世鹏王宁飞于文浩...
    25-35页
    查看更多>>摘要：为研究含铝高能量密度碳氢燃料在超燃冲压发动机中的燃烧组织细节，使用离散相模型(DPM)和简化反应机理对不同燃料喷注位置下燃烧流动过程进行了数值模拟。结果表明:使用七喷注器从上壁面进行燃料喷注时，出口截面处温度场形成了以近上壁面轴线为中心低温-升至最高温-降至较低温度的分布特征，氧浓度在中心处的含量也较低，这都将影响燃烧反应的进程。在研究工况下随着喷注器与燃烧室入口距离增大，燃料比冲呈先增大后减小的变化趋势，在研究工况中实现燃料最大比冲11 092 m/s，可以通过改变燃料从上壁面喷入燃烧室的喷注位置和优化喷注器布局等提升燃烧室性能，优化后最大比冲提升了12。68％。

    多组分燃料超燃冲压发动机喷注位置燃烧性能喷注布局优化

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    外激励作用下分层旋流火焰流场结构与火焰响应特性

    宋雷洋姚倩黄晓锋袁丽...
    36-49页
    查看更多>>摘要：为了探究贫油直喷(LDI)燃烧室中剪切旋流与火焰的正反馈作用及其诱导燃烧不稳定机理，通过大涡模拟(LES)结合相空间重构、模态分解分析方法研究了外激励作用下分层旋流火焰流场与火焰的动态响应。将流场的试验与LES时均结果进行对比，发现数值计算的速度分布与涡旋结构的大小、位置都和试验结果吻合较好。对LES采集信号与瞬时流场分析表明:燃烧室内压力与释热率脉动处于极限环振荡状态，速度脉动下回流区的收缩与扩张导致燃料和释热区发生周期性压缩与舒张，从而产生准周期释热率脉动。对LES提取的子午面数据进行模态分解，发现速度脉动和释热率脉动主要集中在射流区与剪切层处，均为进口速度激励导致的纵向脉动。

    外激励分层旋流贫油直喷大涡模拟相空间重构模态分解

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    圆台凹凸结构通道的流动传热性能和熵产研究

    赵振徐亮高建民席雷...
    50-61页
    查看更多>>摘要：为提高换热器的结构强度和降低接触热阻，提出一种新型采用热冲压成形工艺的圆台凹凸板片。对径高比为3、6、12的圆台凹凸结构通道和径高比为6的圆柱和球型凹凸结构通道进行了数值研究，并探究了不同雷诺数下单侧和双侧凹凸表面通道的流动传热性能和熵产的分布规律。研究表明:单侧和双侧凹凸表面通道传热壁面的传热分布相似，但前者的流动传热性能要优于后者;当雷诺数从5 000增大到20 000时，圆台凹凸结构通道的摩擦因数比和综合传热因子均随着圆台径高比的增大而增大;当径高比一定时，通道的综合传热因子从大到小依次为球型、圆台和圆柱凹凸结构;此外，随着雷诺数的增大5种结构下通道的传热和摩擦熵产的比值会减小。

    圆台凹凸结构传热性能综合传热因子传热熵产摩擦熵产

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    涡轮动叶背侧不同叶高处异型孔气膜对比

    王磊李海旺谢刚周志宇...
    62-70页
    查看更多>>摘要：采用数值仿真的方法对比研究了涡轮转子叶片背侧不同叶高位置处的圆柱孔、扇形孔和簸箕孔三种孔型气膜冷却的差异。气膜孔位于吸力面17。8％流向位置，并分别在10％、30％、50％、70％和90％叶高位置各设有一个气膜孔，三种孔型的圆孔段直径均为0。8 mm。研究在600r/min转速(对应旋转雷诺数为536 000)条件下开展并获得吹风比为0。50、0。75、1。00、1。25和1。50条件下的气膜冷却效率分布。研究结果指出:不同叶高位置处的气膜尾迹受叶根通道涡和叶顶泄漏流的影响呈现不同程度地向中间叶高位置偏转的趋势，因此不同叶高位置处的气膜尾迹内的涡对结构不对称的特征也不同。随着吹风比的增加，出现最大气膜冷却效率的叶高位置逐渐向叶顶方向移动。使用扇形孔和簸箕孔可以削弱冷却射流在气膜孔出口位置的法向动量，提升了气膜的附壁性和气膜冷却效率。

    气膜冷却涡轮动叶吸力面叶高位置异型孔吹风比

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    基于双层壁冷却结构的综合冷效数值解耦研究

    刘润洲李海旺由儒全黄毅...
    71-79页
    查看更多>>摘要：采用数值解耦的方法，定量分析了双层壁平板冷却结构的综合冷效与内部冷却、气膜孔内冷却和冷气覆盖之间的关系。吹风比为0。25、0。5、1和1。5。通过研究发现，吹风比对双层壁模型的综合冷效有明显影响。当吹风比由0。25增大到1。5时，综合冷效增大57。9％。内部冷却占主导地位的区域主要是冲击气流的驻点区。气膜孔内冷却影响最大的区域为气膜孔出口的上游，而且沿流向孔内冷却的影响逐渐减小。冷气覆盖对综合冷效的影响沿流向逐渐积累，在第3个气膜孔出口附近冷气覆盖的影响最大。而且在冷气覆盖区域的影响要大于在远离气膜孔区域的影响。当吹风比增大至1时，孔内冷却对综合冷效的影响已经超过了冷气覆盖。

    综合冷效气膜冷却内部冷却解耦吹风比平板模型

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    当量比对铝粉/空气旋转爆轰发动机流场影响的数值模拟

    李世全杨帆王宇辉王健平...
    80-94页
    查看更多>>摘要：以铝粉为燃料，空气为氧化剂，通过一步反应机理，对不同当量比下气固两相旋转爆轰发动机的流场进行二维数值模拟研究。结果表明:由于颗粒注入速度和空气注入速度存在差异，导致反应物区中的颗粒三角区和空气三角区不完全重叠，使得当量比从0。6增加到1。4时，爆轰波前的平均局部当量比从0。929增加到2。093，爆轰波速度从2 070 m/s降低到1 690 m/s，爆轰波压力从5。67 MPa降低到4。87 MPa。燃烧室内基本的流场与气相旋转爆轰发动机相似，但气固两相之间的相互作用使得颗粒呈现出特有的分布特性，包括2个颗粒群和4条颗粒带以及它们之间的间隙。

    旋转爆轰发动机气固两相流当量比铝粉爆燃

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    双层混合管排气出口导流遮挡的冷却与红外辐射特性

    宋健张靖周单勇
    95-106页
    查看更多>>摘要：以降低一体化红外抑制器混合管出口导流片温度及其红外辐射强度为目的，设计了双层混合管和带冷却结构的导流器。通过CFD和红外辐射强度空间分布数值仿真，研究了双层混合管强迫冷却进气流量、导流器出口形状和波瓣瓣数对排气喷流和排气混合管红外辐射强度的影响。计算结果表明，双层混合管+导流器结构相较于基准模型(单层混合管，导流片无冷却)可以有效降低导流器可视表面高温区，导流器自身的红外辐射强度降幅可达82。9％;导流器出口的波瓣可以诱导流向涡对，强化冷却气流与混合管出口排气尾流掺混，排气红外辐射强度相对于基准模型最大的降幅可达68。2％，混合管及其排气的总体辐射强度的降幅峰值可达86。4％。排气红外辐射强度以及总体辐射强度均随着波瓣瓣数的减少而逐渐减小，导流器出口过多的波瓣瓣数设计反而不利于流向涡的发展。混合管总体辐射强度随着强迫冷却气流流量的增加而逐渐减小，冷却气流流量与主流流量比值为0。1时，相对于不通冷却气流的情况，总体辐射强度的降幅峰值为68。3％。

    红外抑制器弯曲混合管强迫冷却辐射遮挡强化混合红外辐射特性

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