發(fā)布時(shí)間：2018-04-12 13:11

  本文選題：軸流壓氣機(jī) + 旋轉(zhuǎn)失速　； 參考：《南京航空航天大學(xué)》2011年碩士論文

【摘要】：軸流壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)失速是航空發(fā)動(dòng)機(jī)常見氣動(dòng)不穩(wěn)定現(xiàn)象之一。識(shí)別軸流壓氣機(jī)失速信號(hào)特征對(duì)于認(rèn)識(shí)航空發(fā)動(dòng)機(jī)失速的產(chǎn)生和發(fā)展機(jī)理以及抑制航空發(fā)動(dòng)機(jī)失速問題并對(duì)其進(jìn)行主動(dòng)控制具有非常重要的意義。以往的信號(hào)處理方法對(duì)失速前后特征的識(shí)別做出了很大貢獻(xiàn),但是鑒于失速特征產(chǎn)生和發(fā)展機(jī)理極其復(fù)雜,所以對(duì)失速的研究一直在不斷深入。本文主要應(yīng)用三種方法來對(duì)失速特征進(jìn)行分析。具體工作如下: 1.初步學(xué)習(xí)并討論了軸流壓氣機(jī)的壓力測(cè)試方案。并且根據(jù)測(cè)得脈動(dòng)壓力的信號(hào)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了低通FIR濾波器。 2.應(yīng)用互相關(guān)分析和同頻檢測(cè)方法分析旋轉(zhuǎn)失速特征如失速團(tuán)數(shù)目、失速團(tuán)傳播速度。結(jié)果表明該方法受噪聲干擾無法精確確定時(shí)延,只適用于時(shí)延較長(zhǎng)的低速和中速軸流壓氣機(jī)。高速軸流壓氣機(jī)會(huì)出現(xiàn)失速特征頻率高于轉(zhuǎn)子頻率若干倍的高頻失速,而用互相關(guān)分析方法無法準(zhǔn)確求取失速團(tuán)在兩個(gè)傳感器中傳播的時(shí)延,為了解決該問題本文利用同頻檢測(cè)原理求取出失速信號(hào)的特征頻率的時(shí)延,來對(duì)壓氣機(jī)高頻失速的失速團(tuán)數(shù)目進(jìn)行識(shí)別。 3.將脈動(dòng)信號(hào)的相位和幅值特征通過極坐標(biāo)進(jìn)行可視化,對(duì)軸流壓氣機(jī)的失速特征進(jìn)行分析。在極坐標(biāo)中展示周向壓力波動(dòng),可以較準(zhǔn)確、直觀的觀察到失速團(tuán)的數(shù)目;通過極坐標(biāo)圖形化脈動(dòng)壓力波動(dòng)分析流場(chǎng)壓力從正常工況到失速工況的規(guī)律可以對(duì)壓氣機(jī)的失速先兆進(jìn)行預(yù)判。經(jīng)過大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,這種方法在分析失速團(tuán)數(shù)目方面較相關(guān)分析等方法更加準(zhǔn)確、直觀;另外,本文還對(duì)壓氣機(jī)喘振的時(shí)域特征和頻域特征進(jìn)行了一定的分析。 4.利用Matlab中GUI界面開發(fā)了一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的分析軟件。該軟件具有單/多通道信號(hào)時(shí)、頻域顯示、信號(hào)濾波、信號(hào)譜分析、失速團(tuán)數(shù)目識(shí)別等功能。經(jīng)過測(cè)試表明該軟件可準(zhǔn)確、方便的用于軸流壓氣機(jī)的失速特征分析。
[Abstract]:Axial flow compressor rotating stall is one of the common aero-engine aerodynamic instability phenomena.It is very important to recognize the characteristics of stall signal of axial compressor for understanding the generation and development mechanism of aeroengine stall and to suppress the stall problem of aeroengine and to control it actively.The previous signal processing methods have made a great contribution to the recognition of the features before and after stall, but because of the extremely complex mechanism of the occurrence and development of stall characteristics, the study of stall has been continuously in-depth.In this paper, three methods are used to analyze the stall characteristics.The specific work is as follows:1.The pressure test scheme of axial compressor is studied and discussed.A low pass FIR filter is designed according to the characteristics of the measured pulsating pressure signal.2.The characteristics of rotating stall, such as the number of stall clusters and the propagation velocity of stall clusters, are analyzed by using cross-correlation analysis and the same frequency detection method.The results show that the method can not accurately determine the delay due to noise interference, and it is only suitable for low speed and medium speed axial compressors with long delay.The stall characteristic frequency of high speed axial flow compressor will be several times higher than the rotor frequency. However, the time delay of stall mass propagating in two sensors can not be accurately calculated by cross-correlation analysis.In order to solve this problem, the time-delay of characteristic frequency of stall signal is obtained by using the principle of simultaneous frequency detection to identify the number of stall clusters in high frequency stall of compressor.3.The phase and amplitude characteristics of the pulsating signal are visualized by polar coordinates, and the stall characteristics of the axial compressor are analyzed.The number of stall clusters can be observed more accurately and intuitively by displaying the circumferential pressure fluctuation in polar coordinates.Based on the analysis of fluctuating pressure fluctuation in polar coordinates from normal condition to stall condition, the preseason of compressor stall can be forecasted.After a lot of experimental data analysis, this method is more accurate and intuitive than the correlation analysis in analyzing the number of stall clusters. In addition, the time-domain and frequency-domain characteristics of compressor surge are also analyzed in this paper.4.A simple and practical analysis software is developed by using GUI interface in Matlab.The software has the functions of frequency domain display, signal filtering, signal spectrum analysis, number identification of stall groups and so on.The test results show that the software is accurate and convenient for the stall characteristic analysis of axial compressor.
【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】：2011
【分類號(hào)】：TH453

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本文編號(hào)：1739887