發(fā)布時(shí)間：2017-10-12 06:19

  本文關(guān)鍵詞：兼顧兩種工作模式的核心機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇級(jí)氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

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【摘要】：變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)是目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)重要的發(fā)展方向,核心機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇級(jí)(CDFS)是雙涵道變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件之一。核心機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇級(jí)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于要求其在兩種工況差別較大的模式下高性能工作,本文提出利用兼顧兩種不同工作模式性能的自動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法來(lái)完成CDFS氣動(dòng)設(shè)計(jì)。首先將S2流面通流計(jì)算方法與基于遺傳算法的自動(dòng)優(yōu)化方法相結(jié)合,在S2流面通流計(jì)算時(shí)就兼顧到兩種模式性能。S2流面通流計(jì)算優(yōu)化時(shí),以兩種工作模式流量、總壓比為約束,以總壓比沿葉高分布、單外涵導(dǎo)葉出氣角沿葉高分布和雙外涵導(dǎo)葉轉(zhuǎn)角為設(shè)計(jì)變量,尋找兩種工作模式下轉(zhuǎn)子進(jìn)出口相對(duì)氣流角和轉(zhuǎn)子出口絕對(duì)氣流角沿葉高分布差別最小的設(shè)計(jì)變量組合,以實(shí)現(xiàn)單雙外涵模式性能兼顧。然后根據(jù)S2流面通流計(jì)算優(yōu)化得到的結(jié)果對(duì)CDFS轉(zhuǎn)子進(jìn)行初始葉型設(shè)計(jì),通過(guò)對(duì)初始葉型積疊而成的葉片進(jìn)行流場(chǎng)計(jì)算,分析找到設(shè)計(jì)的不足之處,以便有針對(duì)性的對(duì)不足之處進(jìn)行回轉(zhuǎn)面葉型優(yōu)化設(shè)計(jì)和三維葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)改進(jìn),優(yōu)化改進(jìn)后的葉片在兩種模式下性能都有較大提升。本文還對(duì)進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉關(guān)閉角度對(duì)轉(zhuǎn)子雙外涵模式性能影響做了研究,研究表明,對(duì)于本文所設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子,在單外涵模式向雙外涵模式轉(zhuǎn)換時(shí),進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉關(guān)閉30°雙外涵模式能夠滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)正常工作。最后分別在兩種模式設(shè)計(jì)指標(biāo)下對(duì)CDFS靜子進(jìn)行了氣動(dòng)設(shè)計(jì),由于靜子進(jìn)口絕對(duì)氣流角在葉尖處兩種模式差別較大,在一種工作模式指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì),另一種工作模式氣動(dòng)性能較差。所以采用回轉(zhuǎn)面多點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)靜子葉型進(jìn)行改進(jìn),以實(shí)現(xiàn)兼顧兩種工作模式的性能,并取得的了滿意效果。采用兼顧兩種模式的優(yōu)化方法本文所設(shè)計(jì)的CDFS轉(zhuǎn)靜子匹配級(jí)在單外涵模式工作點(diǎn)效率為88.54%,雙外涵工作點(diǎn)效率為88.01%。
【關(guān)鍵詞】：核心機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇級(jí) 變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī) 優(yōu)化設(shè)計(jì) S2流面 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V233
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-13
• 注釋表13-14
• 第一章 緒論14-24
• 1.1 研究背景及意義14-18
• 1.1.1 核心機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇研究背景14-15
• 1.1.2 核心機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇級(jí)工作原理15-17
• 1.1.3 核心機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇研究意義17-18
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-22
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容22
• 1.4 本文章節(jié)安排22-24
• 第二章 兼顧兩種工作模式S2流面通流計(jì)算優(yōu)化24-37
• 2.1 S2流面通流計(jì)算簡(jiǎn)介24
• 2.2 S2流面通流計(jì)算優(yōu)化24-30
• 2.2.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)25-26
• 2.2.2 S2流面通流計(jì)算優(yōu)化思路26
• 2.2.3 通流計(jì)算優(yōu)化結(jié)果分析26-30
• 2.3 各參數(shù)權(quán)重系數(shù)對(duì)優(yōu)化結(jié)果的影響30-35
• 2.4 本章小結(jié)35-37
• 第三章 核心機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇級(jí)轉(zhuǎn)子葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)37-65
• 3.1 CDFS轉(zhuǎn)子二維葉型設(shè)計(jì)37-40
• 3.1.1 二維葉型參數(shù)化方法簡(jiǎn)介37-38
• 3.1.2 CDFS轉(zhuǎn)子二維葉型初始設(shè)計(jì)38-40
• 3.2 二維葉片型面數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)子性能影響研究40-43
• 3.2.1 Numeca簡(jiǎn)介及相關(guān)設(shè)置41-42
• 3.2.2 三維流場(chǎng)計(jì)算分析42-43
• 3.3 CDFS轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)面葉型優(yōu)化43-51
• 3.3.1 回轉(zhuǎn)面葉型優(yōu)化方法簡(jiǎn)介44
• 3.3.2 轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)面優(yōu)化結(jié)果44-47
• 3.3.3 三維流場(chǎng)計(jì)算分析47-51
• 3.4 CDFS轉(zhuǎn)子三維葉片優(yōu)化51-57
• 3.4.1 三維葉片優(yōu)化簡(jiǎn)介52
• 3.4.2 轉(zhuǎn)子葉片三維優(yōu)化52-57
• 3.5 CDFS轉(zhuǎn)子第二次三維優(yōu)化57-63
• 3.5.1 單外涵模式性能分析58-60
• 3.5.2 雙外涵模式性能分析60-63
• 3.6 進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉關(guān)閉角度對(duì)轉(zhuǎn)子雙外涵模式性能影響研究63-64
• 3.7 本章小結(jié)64-65
• 第四章 核心機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇級(jí)靜子葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)65-103
• 4.1 單外涵模式設(shè)計(jì)指標(biāo)下靜子設(shè)計(jì)65-81
• 4.1.1 轉(zhuǎn)子S2通流計(jì)算出口參數(shù)與三維計(jì)算結(jié)果對(duì)比65-67
• 4.1.2 靜子S2流面通流計(jì)算67-69
• 4.1.3 靜子二維葉型設(shè)計(jì)69-71
• 4.1.4 進(jìn)口絕對(duì)氣流角對(duì)葉型總壓損失系數(shù)影響研究71-72
• 4.1.5 級(jí)環(huán)境下單外涵模式三維流場(chǎng)計(jì)算72-77
• 4.1.6 級(jí)環(huán)境下雙外涵模式三維流場(chǎng)計(jì)算77-81
• 4.2 雙外涵模式設(shè)計(jì)指標(biāo)下靜子設(shè)計(jì)81-95
• 4.2.1 S2流面通流計(jì)算81-84
• 4.2.2 靜子二維葉型設(shè)計(jì)84-86
• 4.2.3 進(jìn)口絕對(duì)氣流角對(duì)葉型總壓損失系數(shù)影響研究86-88
• 4.2.4 單外涵模式三維流場(chǎng)計(jì)算分析88-91
• 4.2.5 雙外涵模式三維流場(chǎng)計(jì)算分析91-95
• 4.3 兼顧兩種工作模式性能靜子回轉(zhuǎn)面葉型優(yōu)化設(shè)計(jì)95-101
• 4.3.1 回轉(zhuǎn)面葉型多點(diǎn)優(yōu)化簡(jiǎn)介95-96
• 4.3.2 靜子回轉(zhuǎn)面葉型優(yōu)化設(shè)計(jì)96-97
• 4.3.3 單雙外涵三維流場(chǎng)計(jì)算對(duì)比分析97-101
• 4.4 本章小結(jié)101-103
• 第五章 總結(jié)與展望103-105
• 參考文獻(xiàn)105-108
• 致謝108-109
• 在學(xué)期間的研究成果109

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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3 周紅;王占學(xué);劉增文;張曉博;高翔;;雙外涵變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)可變幾何特性研究[J];航空學(xué)報(bào);2014年08期

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9 劉增文;王占學(xué);黃紅超;蔡元虎;;變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)性能數(shù)值模擬[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2010年06期

10 張?chǎng)?劉寶杰;;核心機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇級(jí)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2010年02期

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本文編號(hào)：1017138