大涵道比涡扇发动机进气总压畸变模拟及稳定性计算分析

发布时间：2017-08-06 12:05

  本文关键词：大涵道比涡扇发动机进气总压畸变模拟及稳定性计算分析

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【摘要】：目前,我国无论是在军用运输机还是在民用大飞机的项目中,都在全力推进大涵道比涡扇发动机的研制。在获取航空发动机适航许可证时,发动机的气动稳定性是必须完成的一项考核内容。进气总压畸变的评定是现代航空发动机稳定性评定中的一项重要内容,贯穿于整个推进系统研制的始终。因此,开展进气畸变对大涵道比涡扇发动机气动稳定性影响的试验研究,以及建立合理的分析计算方法,对大涵道比涡扇发动机的研制具有重要的意义。本文为配合某型号军用大涵道比涡扇发动机的研制需要,设计了相应的总压畸变模拟装置,融合试验和CFD方法,发展了用于模拟大涵道比涡扇发动机进气总压畸变的畸变网和模拟板的设计方法,成功设计出用于整机畸变试验的畸变网和模拟板。同时,针对该型号发动机气动稳定性评定需求,建立了进气总压畸变对该发动机气动稳定性影响的分析模型,开展了数值分析研究,评估了总压畸变在发动机中的传递,获取发动机临界畸变值并判断首发失稳级组。得出总压畸变在风扇中衰减幅度最大,发动机在高转速运行达到临界总压畸变值时,风扇率先失稳,低转速情况下为增压级率先失稳等结论。
【关键词】：大涵道比涡扇发动机 进气畸变 畸变网 模拟板 稳定性
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V235.13
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 注释表12-13
• 下标13-14
• 缩略词14-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 研究背景及意义15-16
• 1.2 稳定性评定方法16-18
• 1.2.1 试验研究16-17
• 1.2.2 理论研究与数值模拟17-18
• 1.3 进气总压畸变模拟装置18-19
• 1.4 目前存在的问题19
• 1.5 本文的工作19-21
• 第二章 试验测试系统及数据处理方法21-27
• 2.1 试验设备21-22
• 2.2 测试系统22-24
• 2.3 数据处理方法24-27
• 第三章 畸变网设计及试验研究27-53
• 3.1 畸变网的气动设计27-32
• 3.2 畸变网总压损失的CFD模拟方法32-37
• 3.2.1 计算模型32-33
• 3.2.2 计算方法33
• 3.2.3 计算结果33-37
• 3.3 模型畸变网结构设计37
• 3.4 模型畸变网吹风试验37-44
• 3.4.1 畸变指数达标试验37-40
• 3.4.2 周向测点数的影响40-42
• 3.4.3 轴向测量位置的影响42-44
• 3.5 某型号大涵道比涡扇发动机畸变网设计44-49
• 3.5.1 畸变网总体结构44
• 3.5.2 机匣组件设计44-46
• 3.5.3 基网组件设计46-47
• 3.5.4 贴网组件设计47
• 3.5.5 组件间的连接47-48
• 3.5.6 强度校核48-49
• 3.6 某型号大涵道比涡扇发动机进气总压畸变试验结果对比49-52
• 3.7 本章小结52-53
• 第四章 模拟板设计及试验研究53-87
• 4.1 模型模拟板CFD计算方法53-54
• 4.2 模拟板设计参数、状态参数、探针布置等对畸变指数和畸变图谱的影响规律54-75
• 4.2.1 来流马赫数对畸变指数及流场的影响54-57
• 4.2.2 模拟板堵塞面积对畸变指数及流场的影响57-63
• 4.2.3 模拟板开孔对畸变指数及流场的影响63-66
• 4.2.4 周向测点数的影响66-71
• 4.2.5 板厚对畸变指数与图谱的影响71-75
• 4.3 针对目标图谱的模拟板设计75-82
• 4.3.1 目标状态 276-79
• 4.3.2 目标状态 479-82
• 4.4 模拟板尺寸对模拟结果影响的验证82-85
• 4.4.1 目标状态 282-83
• 4.4.2 目标状态 483-85
• 4.5 本章小结85-87
• 第五章 进气畸变对某型号大涵道比涡扇发动机气动稳定性影响数值分析87-96
• 5.1 ESA软件87-89
• 5.2 ESA软件改造及某型号发动机建模和计算分析89-94
• 5.2.1 计算对象90-92
• 5.2.2 设计状态稳定性分析92-94
• 5.2.3 典型工况点的临界综合畸变指数计算分析94
• 5.3 本章小结94-96
• 第六章 总结和展望96-97
• 6.1 总结96
• 6.2 展望96-97
• 参考文献97-101
• 致谢101-102
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文102

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