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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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    颗粒物沉积与平板气膜冷却耦合效应的数值研究

    伍赫郝子晗杨星丰镇平...
    107-118页
    查看更多>>摘要：基于颗粒物沉积模型与动网格技术,研究了不同冷气质量流量比与颗粒物直径下气膜冷却平板表面的沉积特性及颗粒形成沉积物后对平板气膜冷却性能的影响.结果表明:在颗粒速度较低时,冷气射流对颗粒的吹拂作用使其难以在气膜孔下游沉积,且冷气射流结构对颗粒的阻隔与卷吸作用使得气膜孔下游两侧形成明显的脊状沉积带;平板表面的沉积效率随颗粒直径的变化呈现双峰分布;在较大的质量流量比下,冷气射流两侧拢起的脊状沉积带会使得气膜冷却效率显著提高,相比沉积前最大提升了6.15％;同时,颗粒沉积物能增强冷气的横向扩散,使得横向平均冷却效率有一定程度的提升.总体而言,颗粒沉积物对气膜冷却性能的影响由沉积分布特征与沉积量共同决定.

    颗粒物沉积气膜冷却冷气质量流量比斯托克斯数动网格

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    喷嘴结构和射流参数对射流预冷温度特性的影响

    冯爽李宝宽杨晓晰扈鹏飞...
    119-128页
    查看更多>>摘要：航空发动机进气温度过高是限制其性能的关键问题之一,采用射流预冷技术可以有效降低航空发动机进气温度.为了研究射流预冷技术对进气道内温度场的影响,基于欧拉-拉格朗日方法,建立航空发动机进气道液滴雾化和蒸发过程的数学模型,实现气液两相的双向耦合,描述了射流预冷过程.并与已有的试验结果进行对比,验证了数学模型的准确性.并利用该数学模型研究了水气比、喷射速度、液滴粒径和喷嘴锥角对进气道降温效果和温度畸变的影响.结果表明:改变水气比发动机进气温度变化最显著,当水气比由0.02增大至0.055时,温降系数由8.10％增加到19.87％,蒸发率由85.76％降低为79.80％;当水气比为0.055、喷射速度为10m/s、液滴粒径为25μm和喷嘴锥角为15°时,温降系数最大为22.77％;增大喷嘴锥角和减小喷射速度会使进气道出口截面温度场分布更均匀.

    射流预冷温度畸变雾化蒸发高温进气

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    RP-3航空煤油/O2的氧化与着火特性试验

    张鑫炜曾文胡斌殷阁媛...
    129-137页
    查看更多>>摘要：在流动管反应器中对当量比分别为0.5、1.0、2.0、温度范围为550～1 200K、压力分别为0.1、3.0 MPa条件下RP-3航空煤油/O2的氧化特性进行了试验测试.结果表明:当量比由0.5增加到2.0时,RP-3航空煤油/O2氧化过程中各组分生成的起始温度以及出现摩尔分数峰值时的温度均升高;压力由0.1 MPa升高到3.0 MPa时,RP-3航空煤油/O2氧化过程中各组分生成的起始温度以及出现摩尔分数峰值时的温度均降低,烷烃的摩尔分数峰值升高,而烯烃的摩尔分数峰值则降低.同时,在激波管中对当量比分别为0.8、3.5、压力分别为0.2、1.0、5.0 MPa、温度范围为950～1 500 K条件下RP-3航空煤油/O2的着火延迟特性进行了试验测试.结果表明,RP-3航空煤油/O2的着火延迟时间随压力与温度的升高、当量比由3.5减小到0.8时逐渐缩短.

    RP-3航空煤油氧化特性流动管反应器激波管着火延迟时间

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    复合材料涡轮轴结构损伤演化及失效机理

    沙云东黄靖轩骆丽白旭...
    138-153页
    查看更多>>摘要：针对连续纤维增强复合材料涡轮轴结构损伤演化及失效机理分析,基于宏-细观力学跨尺度分析方法,建立了与轴结构试验件尺寸相符合的有限元仿真计算模型及细观力学代表体积元(RVE)模型,预测轴结构的损伤演化并分析其失效机理.反向扭矩下,[45]6轴结构的损伤始于界面开裂,裂纹向两侧钛合金扩展,钛合金的剪切变形最终带动纤维的断裂;正向扭矩下,[45]10轴结构的损伤始于基体损伤,断口两侧钛合金相互挤压摩擦,最终将纤维剪断.开展复合材料失效模式验证试验,通过声发射及扫描电镜技术,实现对失效过程中不同失效模式的判别.将仿真结果与试验结果进行对比验证,验证了模型和方法的有效性.模拟涡轮轴结构在扭转载荷下的损伤演化过程及失效机理,预测失效强度.结果表明:0°和90°铺层时扭转强度最低,45°铺层时扭转强度最高,提高近3倍.本文研究提出的预测模型及分析结论为纤维增强复合材料的设计和应用提供依据.

    复合材料涡轮轴损伤演化失效机理失效强度铺层角度

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    基于小波包变换与CEEMDAN的滚动轴承故障诊断方法

    栾孝驰李彦徵徐石沙云东...
    154-168页
    查看更多>>摘要：针对滚动轴承诊断受环境噪声影响,特征频率难以提取的问题,提出了一种基于小波包变换与完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)的滚动轴承故障诊断方法.通过CEEMDAN将传感器收集到的原始振动信号进行分解并依据峭度值-相关系数(K-C)筛选准则划分高噪信号和低噪信号.利用小波包变换分解高噪信号后选取合适分量重构实现环境噪声的滤除并与低噪信号进行整合产生新的振动信号进行包络解调,提取实际故障特征频率实现滚动轴承的故障诊断.经对比试验,所提出的方法清晰地提取出滚动轴承的转频、故障特征频率及其倍频和调制频率,由仿真信号计算可知降噪后的信号信噪比提高了7.61 dB,有效优化了对噪声滤除的效果.

    完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)峭度值-相关系数筛选准则小波包变换包络解调特征频率故障诊断

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    CCF300/QY9511层合板高速砂粒连续冲蚀特性试验

    刘璐璐于飞赵振华罗刚...
    169-180页
    查看更多>>摘要：针对CCF300/QY9511碳纤维/双马树脂复合材料层合板开展了连续冲蚀试验,研究了不同冲蚀条件下的质量冲蚀率和损伤规律.结果表明:随着冲蚀角度和供砂率的增加,质量冲蚀率先增加后减少,并在60°左右出现峰值冲蚀率;冲蚀率随冲蚀速度的增加而增加;复合材料表面铺设平纹布可增强复合材料抗低速冲蚀的能力,但增强效果在高速冲蚀时不明显;复合材料主要冲蚀机制为微裂纹的产生、纤维的断裂、纤维-基体脱黏以及基体变形.该研究明晰了双马树脂基复合材料层合板材料的去除机理及损伤变化规律,为后续航空复合材料结构抗冲蚀研究奠定了基础.

    复合材料层合板双马树脂砂粒冲蚀连续冲蚀损伤机理

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    热力耦合情况下的导弹导引头多尺度并行拓扑优化设计方法

    郭伟超李辉李丙震孔令飞...
    181-189页
    查看更多>>摘要：针对导弹导引头在高温高负载下的结构设计问题,引入多尺度拓扑优化设计方法对导弹导引头进行优化设计,提出了一种在稳态热源情况下热力耦合连续体结构多尺度并行化拓扑优化方法.该方法在宏观尺度上,将热源引入的等效热载荷耦合至力载荷当中,获得符合热力耦合载荷的宏观构型分布;在微观尺度上,通过聚类方法划分微结构类型,提升微结构计算效率和解决宏微观结构尺度分离问题.以结构柔度作为目标函数,材料的体分比为约束,建立了基于固体各向同性材料惩罚模型的多尺度并行拓扑优化模型;采用直接法对热力耦合情况下的灵敏度进行分析计算,运用OC准则法对设计变量进行优化,从而获得有效的热力耦合情况下的宏微观并行拓扑优化模型.利用悬臂梁结构对所提方法进行了验证,结果表明所设计的结构既具有热力耦合工况下的承载能力,也具有一定的热防护的能力.应用该方法对导弹引导头进行结构一体化优化设计,获得了较好的既具有承载性能,又具有隔热性能的引导头结构.两个案例展示了在保证质量减少50％的情况下,依然都获得了理想的优化结构,从而验证了所提方法的正确性与有效性.也为类似热力耦合工况下的结构一体化设计提供了可行方法,具有一定的工程应用意义.

    热力耦合导弹导引头多尺度并行拓扑优化微结构

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    叶片丢失后停车过程转子瞬态动力响应分析

    刘畅徐自力霍施宇慕琴琴...
    190-197页
    查看更多>>摘要：为揭示叶片丢失后转子系统停车过程动力响应特征,研究了叶片丢失后叶盘转动惯量非对称性及停车过程变转速特征,建立了非对称变速转子瞬态动力响应分析模型,对叶片丢失后转子系统停车过程瞬态响应进行了分析.结果表明:叶片丢失瞬间及转子过共振区,转子系统的瞬态振动响应加剧,并伴有横向固有振动.当转动惯量非对称比例为0.2时,转子系统响应峰值与不考虑轮盘非对称性相差58％.因此,对于大质量叶片或多叶片丢失情况,轮盘转动惯量非对称性就不能忽略,表明所建转子动力学模型可以有效分析大非对称转子停车过程复杂振动响应特征.

    非对称转子变转速冲击效应叶片丢失动力学响应

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    对转螺旋桨气动力和气动噪声风洞试验技术

    陈正武姜裕标赵昱卢翔宇...
    198-207页
    查看更多>>摘要：针对对转螺旋桨气动力和气动噪声性能评估和优化研究需求,依托声学风洞,研发了1套大功率对转螺旋桨动力模拟试验装置,并发展了对转螺旋桨气动力和气动噪声风洞试验数据处理方法.对转螺旋桨动力模拟试验装置由300kW电动机提供动力输入,由齿轮箱实现增速和内外传动轴反向旋转,由旋转轴天平测量气动力.装置完成研制后,在5.5m×4m声学风洞开展了对转螺旋桨气动力和气动噪声试验.结果表明对转螺旋桨动力模拟试验装置的转速控制精度优于0.5 r/min,传动效率达到97.7％,装置运行平稳、可靠;对转螺旋桨试验的拉力系数重复性精度优于0.002 1,功率系数重复性精度优于0.002 2,气动噪声重复性精度优于0.5 dB.

    对转螺旋桨开式转子气动噪声声学风洞旋转轴天平

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    超声速飞行器减阻杆/盘与双喷流组合构型减阻和防热性能

    许阳陈宣亮
    208-225页
    查看更多>>摘要：为降低超声速飞行器的气动力和热载荷,研究一种减阻杆/盘与双喷流组合构型,并采用数值方法分析了几何参数和喷流参数对流场特征以及减阻和防热性能的影响.结果表明:减阻杆长径比对构型的减阻效率影响较小,但对防热效率影响较大;增加减阻盘直径比,构型的减阻效率先增大后减小,防热效率先减小后增大,但当逆向喷流总压较高时,减阻盘直径比对减阻和防热效率的影响均较小;提高逆向喷流总压比,构型的减阻和防热效率一直处于较高水平,且其变化幅度均不明显;提高侧向喷流总压比,构型的减阻和防热效率均增大,减阻效率变化率增大,防热效率变化率减小;侧向喷流出口位置远离钝体头部,减阻效率增大,防热效率减小;适当选取减阻杆/盘与双喷流参数,可达到57.1％的减阻效率,同时防热效率达到100.4％.

    超声速流动减阻盘喷流气动减阻气动防热

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