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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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    短舱泄压门几何参数对流动特性的影响

    季佳圆邓阳刘天依何鹏...
    319-326页
    查看更多>>摘要：运用CFD仿真计算了不同倒圆角、铰链、长宽比的泄压门排放系数,并从流动层面深入剖析了以上几何参数对流动特性的影响机理,其结果可供短舱泄压工程设计参考.研究显示,倒圆角仅略增大排放系数.此外,不同铰链泄压门的排放特性不同,鹅颈式优于枢轴式和合页式,原因是铰链安装形式导致外侧迎流面的流动及出流通道变化.鹅颈式出流通道最大,部分气流从安装缝隙流出,故出流能力最强;合页式外部来流冲击门板后向两侧绕流而阻挡出流,故排放能力最弱;枢轴式外侧来流对出流引射作用较合页式强,但因出流通道较鹅颈式小,故出流能力小于鹅颈式.长宽比大时排放系数大,原因是长宽比大时外侧来流向门板两侧绕流减弱,出流处易形成卷吸涡而增强出流.

    短舱泄压门倒圆角长宽比铰链排放系数

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    航空第二动力系统技术综述

    周洲刘闯朱学忠朱姝姝...
    327-343页
    查看更多>>摘要：第二动力系统(SPS)是承担关键任务的复杂机载系统.以美军装备为例分别介绍了典型的机械传动SPS、气压传动SPS和电气传动SPS并对三者的优缺点进行了总结,回顾了美军与国防承包商的SPS研发历程并分析了它们的技术特点,总结了先进SPS的四项关键技术,简要介绍了 SPS的应用拓展并对SPS的发展趋势进行了展望.指出了未来先进SPS的四大主要技术特点:多电化架构、高功能集成度、能量综合、优化利用能力以及与主发动机的协同增效.

    第二动力系统辅助动力装置多电技术起动/发电技术热管理技术

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    基于时间推进法的涡轮通流设计

    蒋筑宇范召林邱名叶文明...
    344-355页
    查看更多>>摘要：为建立合理的涡轮设计参数计算方法,保证设计准确性,基于Euler方程时间推进通流设计方法,提出了一种基于二次函数的叶排通道S2流面周向角和堵塞系数近似计算方法.通流设计方法利用有限体积法求解正交曲线坐标系下的二维非守恒型Euler方程,使用Riemann精确解确定网格单位界面参数,采用具有TVD性质的3阶精度Godunov格式,时间方向采用半隐式格式.利用经验损失模型计算叶型损失、二次流损失和叶尖间隙泄漏流损失,并将二次流损失和叶尖间隙泄漏流损失沿径向进行重新分布,而激波损失被认为是可以准确计算.对某型单级涡轮进行了通流设计研究,并根据通流设计结果进行了三维叶片造型,利用三维黏性CFD软件对涡轮进行数值模拟,校验了通流设计方法的有效性.当涡轮进出口条件一定时,相比于三维CFD结果,通流流量结果高约1.46％,膨胀比低0.005,绝热效率高0.007 7.最后可以得到如下结论:通流设计方法所需网格量少,计算效率高,收敛性好;叶排通道S2流面周向角和堵塞系数计算方法合理;涡轮总体性能参数,以及流量系数、载荷系数和反力度等无量纲参数计算准确度较高.

    轴流涡轮通流设计时间推进法S2流面周向角堵塞系数

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    不同燃料RBCC发动机飞/发一体化性能对比分析

    杜金峰贾琳渊陈玉春郑思行...
    356-366页
    查看更多>>摘要：为了研究不同燃料对火箭基组合循环(rocket based combined cycle,RBCC)发动机总体性能的影响,建立了 RBCC发动机准一维总体性能仿真模型,分别研究了以液氧煤油、过氧化氢煤油、液氧甲烷和液氧液氢为燃料的RBCC发动机推力和比冲性能.结合飞/发一体化性能分析模型,研究了不同燃料发动机性能对完成飞行任务能力的影响.结果表明:氢燃料RBCC发动机引射模态推力是煤油燃料RBCC发动机的1.3倍;氢燃料RBCC动力飞行器巡航距离最远,为4470 km;相同的飞行器参数下,过氧化氢煤油燃料RB-CC动力飞行器机动性最大.本方法可为RBCC发动机总体性能方案设计和燃料选取提供参考.

    RBCC发动机飞/发一体化煤油甲烷氢发动机性能

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    共轴刚性旋翼悬停状态气动干扰对噪声特性影响分析

    江露生李尚斌邱逢昌樊枫...
    367-376页
    查看更多>>摘要：基于计算流体动力学(CFD)方法和噪声求解的FW-H(Ffowcs Williams-Hawkings)方程计算分析了共轴刚性旋翼在悬停状态下的气动噪声,并开展了气动干扰对噪声特性影响分析.结果表明:在悬停状态下,对于上下各四片桨叶的共轴刚性旋翼,桨叶表面压力随着桨叶旋转呈周期性变化,旋转一周出现8个小周期;声源的周期性变化导致在旋翼桨盘平面内,不同方向上的观测点的声压产生的"叠加效应"不一致,上、下旋翼桨叶交汇处的噪声水平要高于其他方位角;由于载荷的时变性导致在旋转轴方向上仍有明显的辐射噪声,在该方向上的噪声声压级明显要比单旋翼大得多.随着旋翼间距增大,双旋翼之间的干扰减小,桨叶表面的法向力波动减小,声辐射球上最大噪声声压级也明显减小.

    共轴刚性旋翼气动噪声计算流体动力学(CFD)FW-H(FfowcsWilliams-Hawkings)方程悬停

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    波瓣结构后可变面积涵道引射器掺混特性

    刘润富黄玥李臻曜张慧骝...
    377-385页
    查看更多>>摘要：为进一步提升变循环发动机后可变面积后涵道引射器(RVABI)内外涵道间气流的掺混效率,改善掺混气流间的速度均匀度,提出了一种带波瓣结构的可变面积涵道引射器外涵面积调节方法,并通过数值模拟手段与两种基本模型在总压损失、热混合效率、速度分布和漩涡演化等不同方面进行分析对比.结果表明:引入波瓣结构的可变面积涵道引射器外涵面积调节方法,显著改善了流场速度均匀度,极大地提升了内外涵气流混合的热混合效率.且随着涵道比增加,相比于基准构型带,波瓣结构的面积调节方法的流向涡强度逐渐增大,热混合效率提升得更加明显,掺混的程度取决于流向涡的尺度和影响范围,可以进一步优化波瓣和对应的面积调节机构进一步提升调节性能.

    变循环发动机后涵道引射器(RVABI)外涵面积调节波瓣混合器流向涡涵道比

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    基于EMD-LSTM模型的APU排气温度预测

    王晓燕白贤明宋辞毛子荐...
    386-392页
    查看更多>>摘要：为了提高排气温度(EGT)的预测精度需要减少数据的复杂性.提出一种经验模态分解(EMD)和长短期记忆神经网络(LSTM)组合方法来预测EGT.将具有时间序列特征的EGT数据,利用EMD分解成含有相同特征的本征模态函数(IMF)和残差(RES);利用LSTM模型对分量进行预测;将所有分量预测出来的结果进行叠加得到EGT的预测值.并对EMD-LSTM模型与单一的LSTM模型的预测结果进行对比分析.结果表明:前者比后者的方均根误差和平均相对误差分别降低了 35％和42％.说明此模型在预测APU的EGT值上具有更好的预测精度.

    排气温度预测精度经验模态分解长短期记忆神经网络本征模态函数

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    航空发动机控制系统执行机构参数在线估计方法

    季春生王元卢俊杰
    393-403页
    查看更多>>摘要：针对航空发动机控制系统因为执行机构性能退化而导致发动机控制品质降低或者严重时威胁发动机运行安全的状况,开展执行机构状态参数在线估计方法研究.在航空发动机实际执行机构控制回路实测信号较少的情况下,提出一种组合参数在线估计方法,通过作动模式识别分类,基于无迹卡尔曼滤波以稳态模式输出估计电液伺服阀平衡电流,基于拟牛顿算法(BFGS)以动态模式输出估计执行机构增益和作动延迟时间,实现模型参数的在线更新,建立实时自适应执行机构模型.以某涡扇发动机导叶作动控制回路为对象进行仿真,结果表明:在只有作动位置单一参数可测的条件下,在不同作动状态下对执行机构控制回路的平衡电流估计误差优于±0.2 mA,执行机构增益估计误差优于±4％,作动延迟周期估计误差不超过1个控制周期,能够实时跟踪并较为准确地估计执行机构的工作状态,为航空发动机执行机构控制回路设计与故障诊断提供技术支撑.

    航空发动机控制系统执行机构自适应模型参数估计模式识别分类状态跟踪

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    带数字电子备份的发动机控制系统设计与验证

    李琛文彬鹤左伟高敏明...
    404-414页
    查看更多>>摘要：在常规双余度数字电子控制系统基础上,提出了一种带数字电子备份的发动机控制系统方案.在主控系统失效时,数字电子备份系统可接替主控系统实现发动机各项功能的控制,提升了系统的任务可靠性;将备份系统内置于液压机械组件内部,提升系统的抗电子干扰和耐电磁能力.半物理和整机验证结果表明:主、备系统之间以及系统与发动机之间工作匹配良好;主备切换功能正常,切换过程参数平稳过渡,巡航状态下切换,推力扰动小于1.5％;备份系统各项控制功能正常,主控参数压比控制精度小于0.1、摆动量小于0.1,导叶控制精度小于0.15°、摆动量小于0.2°,加、减速过程燃油和导叶跟随良好,稳态、过渡态性能均满足发动机使用要求;散热设计满足器件的使用要求.

    数字电子备份控制系统设计多余度半物理试验整机试验

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    多模型自校准无迹Kalman滤波方法

    杨海峰王宇翔
    415-420页
    查看更多>>摘要：基于无迹Kalman滤波方法(UKF)、自校准无迹Kalman滤波方法(SUKF)和多模型估计理论(MME),针对工程实际中强非线性系统状态方程受未知输入(如医用机械臂惯导单元的零漂误差、列车行驶中遭遇突风和机载元器件故障等)影响的问题,提出了一种多模型自校准无迹Kalman滤波方法(MSUKF),将多模型自校准Kalman滤波方法(MSKF)的适用范围扩展到了强非线性领域.该方法同时采用UKF与SUKF进行计算,根据贝叶斯定理实时分配两者先验估计值的权重,通过加权融合进而得到最终的状态估计.大量数值仿真结果表明:本文方法精度比滤波发散的UKF提高了 50％,与无偏的SUKF相比也提升了 4％以上,具有更强的适应性和鲁棒性.

    自校准滤波多模型估计无迹Kalman滤波未知输入故障诊断

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