【摘 要】
:
随着我国航空工业的不断发展,客机总体性能不断提升,研究并优化飞机气源系统成为研发国产大客机环控系统的重要方向。航空预冷器作为气源系统的核心部件,在机载条件下具有大温差的特点,并且在交叉流动下流量分配不均会对传热产生巨大影响。本文针对高温预冷器的数值计算方法和流量分配特性等方面展开研究。具体工作内容如下:(1)高温预冷器的联合仿真方法借鉴先前学者的数学模型,采用新的预冷器联合仿真方法,通过FLUEN
论文部分内容阅读
随着我国航空工业的不断发展,客机总体性能不断提升,研究并优化飞机气源系统成为研发国产大客机环控系统的重要方向。航空预冷器作为气源系统的核心部件,在机载条件下具有大温差的特点,并且在交叉流动下流量分配不均会对传热产生巨大影响。本文针对高温预冷器的数值计算方法和流量分配特性等方面展开研究。具体工作内容如下:(1)高温预冷器的联合仿真方法借鉴先前学者的数学模型,采用新的预冷器联合仿真方法,通过FLUENT和基于VC++语言的编制程序进行数值计算,对数值计算模型进行简化,将芯体流动换热计算独立于网格计算之外,大大降低网格数量,减少计算用时,同时保证计算的精确性。(2)高温预冷器热动力试验研究使用给定结构的预冷器作为试验件,搭建试验台进行了热动力性能试验,测量了预冷器在大温差换热条件下的试验数据:在出口平均温度较低时与试验结果基本相同;在出口平均温度高于130℃时,热边数值计算结果低于试验结果。数值计算结果与试验结果的误差为0.6%~6.4%,证明了联合仿真方法的准确性和可行性。分析了误差产生的主要原因,表明传统试验方法采用有限个温度测点进行测量,无法完整反映测温面的温度分布情况,体现了数值计算的必要性。(3)高温预冷器特性分析研究分析了高温预冷器内部流场和流量分配特性,探究了雷诺数与封头结构对流量分配特性的影响以及流量分配特性最终对于换热所造成的影响。得到了当前预冷器原始结构存在的不足之处,对预冷器出口管路的混合问题提出了改进方案。
其他文献
随着风电产业的飞速发展,风资源丰富、建设条件和运输条件优异的陆地风场已经基本开发完毕,海上风场逐渐成为开发热点。但海上风场不仅对下游风轮的运行会产生影响,也会对在该区域内的航空器的中低空飞行、船舶运行等活动造成影响。因此,探索海上风场对低空大气参数的影响具有重大的科学与工程意义。本文致力于运用中尺度模式WRF与风场参数化方案的耦合方法,研究分析海上风场对低空大气的影响。本文首先运用中尺度模式WRF
流体推力矢量技术是目前主动流动控制中的热点问题,其中基于Coanda效应的无源流体推力矢量技术的研究工作得到了广泛关注。研究中发现射流在偏转过程中存在迟滞、突跳以及非线性等现象。为了探究射流偏转过程中流场分布对以上现象的影响规律以及流动机理,本文通过喷管宽高比这一结构参数的变化,设计了不同宽高比的无源流体推力矢量喷管,对不同宽高比构型下射流偏转过程中的三维流动效应影响进行风洞试验和数值模拟研究。首
流固耦合是自然界和工程中常见的现象,其研究具有重要的理论意义和应用价值。本文采用一种称为当地DFD(Domain-Free Discretization)的浸没边界法为流场解算器,开展流固耦合问题模拟中紧耦合加速收敛技术的研究;流固耦合模拟在固定网格上进行,不需要在每个时间步上随着边界的运动更新网格。论文的主要研究工作为如下几方面:(1)对当地DFD方法开展研究,将之拓展至复杂流固耦合问题的模拟;
民机垂尾在危险工况要求时垂尾提供足够的控制力矩,通过增大垂尾方向舵来满足这一安全需求的传统方法会在巡航状态时带来不必要的燃油消耗,这是一个长期以来的矛盾。流动控制技术为这一矛盾带来了解决方案,将振荡射流流动控制技术应用在垂尾上可以有效提供垂尾的控制力矩,或在更小的垂尾尺寸下提供满足要求的控制力矩。目前存在对垂尾振荡射流流动控制机理的认识不深,和对垂尾振荡射流流动控制规律认识不全面的问题,针对这些问
在燃料电池系统中,双齿气体循环泵可以提供一定压力和流量的空气,克服阻力使氢气在系统中循环,有效地降低系统成本,提高系统的输出功率以及维持燃料电池中的平衡,其关键技术在于构造高效可靠的气体循环泵。本文采用一对相互啮合直双齿转子,一对同步齿轮以及一个类8字形壳体组成一种双齿气体循环泵,其主要的特点是:尺寸紧凑、重量轻、效率高以及噪声小等。首先对双齿气体循环泵的阴阳转子型线进行数学描述,分析了旋转过程中
湍流是广泛存在于自然界中的流动,也是现代工业生产中不可避免的存在。湍流的不可预见性与无规则性给航空、航海等带来了安全隐患,湍流也是管道运输过程中摩擦阻力的主要来源。在能源危机严重的今天,降低湍流引起的能量损耗的研究极具现实意义。壁面抽吸等方法对壁湍流进行主动流动控制,可以取得良好的减阻效果;而另一方面,剧烈的流动加速也会引起湍流向层流过渡,是圆管湍流控制的另一种思路。本文采用数值计算方法,研究了通
涡流发生器作为一种抑制流动分离的被动流动控制装置,在风力机上有着很好的应用前景,但目前关于涡流发生器的研究多集中于翼型定常流动。为了深入理解涡流发生器对翼型动态失速的控制效果以及对旋转叶片气动性能和绕流的影响,本文基于CFD方法,对加装涡流发生器的翼段及叶片开展相关数值模拟研究,主要研究工作如下:对NREL S809翼型和NREL Phase VI叶片进行数值模拟,通过气动力计算值与实验值对比,验
飞机环境控制系统作为飞机机载设备关键系统之一,对整机工作性能和机组人员生命安全保障具有重要影响,本文主要对飞机环控系统建模与仿真进行研究。飞机环控系统建模方面,重点研究了空气循环机各附件(包括压气机、涡轮和风扇)的均值模型。首先,用现有性能数据对现有压气机、涡轮和风扇流量特性和效率特性模型进行了分析评价,鉴别出了预测精度较好的现有模型,获得了新模型的建立思路和方法。接着,基于已有的压气机、涡轮和风
旋翼是直升机的重要组成部分,它是直升机的升力面和操纵面,同时也是直升机的主要振源之一,对旋翼进行健康监测和故障诊断能有效改善直升机零部件损伤评估和剩余寿命的预测。但现有的旋翼状态监测和故障诊断手段却相当有限。因此探索出一种能够对旋翼状态实现高效、准确诊断的方法至关重要。本文的研究主要是基于直升机旋翼不平衡故障空间到直升机机体振动响应空间存在一一映射关系,采用机体振动信号对直升机旋翼故障进行诊断,建
摩擦阻力是高速飞行器气动阻力的重要组成部分,精准地测量摩擦阻力对于飞行器的热防护设计、边界层理论的发展均有重要的意义。白色平行光垂直照射于剪切敏感液晶,当液晶涂层受力时沿着该力的方向会表现出最大的颜色变化,且观测角度不变时颜色与受力的大小相关。故将此光学特性应用于摩擦力的测量上时,既可通过颜色变化,定性地分析摩擦力大小的变化,也可以从不同的角度拍摄照片,然后用高斯函数拟合出色值的峰值与色值(Hue