發(fā)布時(shí)間：2017-09-10 15:06

  本文關(guān)鍵詞：用于螺旋槳?jiǎng)恿M擬的空氣馬達(dá)關(guān)鍵技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 風(fēng)洞試驗(yàn) 多級(jí)軸流渦輪 優(yōu)化設(shè)計(jì) 螺旋槳?jiǎng)恿δM 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)

【摘要】：空氣馬達(dá)是一種用于螺旋槳?jiǎng)恿δM的新型動(dòng)力模擬器,由壓縮空氣驅(qū)動(dòng),將高壓氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能,帶動(dòng)螺旋槳模型進(jìn)行動(dòng)力模擬風(fēng)洞試驗(yàn),其特點(diǎn)是小體積,大功率,核心機(jī)為多級(jí)軸流渦輪。本文針對(duì)AEF 0228A型空氣馬達(dá)進(jìn)行了相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)研究。主要工作如下:首先,概述了螺旋槳?jiǎng)恿δM的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,闡述了使用空氣馬達(dá)進(jìn)行螺旋槳?jiǎng)恿δM的優(yōu)點(diǎn)和必要性,指出了空氣馬達(dá)研究中的若干關(guān)鍵技術(shù),闡明本文的主要工作。在第二章中,以AEF 0228A型空氣馬達(dá)的核心機(jī)為模型,進(jìn)行多級(jí)軸流渦輪的氣動(dòng)性能評(píng)估技術(shù)研究。采用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)其性能進(jìn)行評(píng)估,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好,其誤差在5%以內(nèi),校檢了該計(jì)算方法。對(duì)渦輪流場(chǎng)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)第一級(jí)渦輪級(jí)效率僅為50.9%且葉柵通道內(nèi)的流場(chǎng)分布不合理,故選定第一級(jí)動(dòng)葉為研究對(duì)象,以提高級(jí)效率為優(yōu)化目標(biāo),進(jìn)行渦輪氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)的研究。在第三章和第四章中,進(jìn)行了多級(jí)軸流渦輪氣動(dòng)優(yōu)化技術(shù)的研究。在第三章中,對(duì)原型渦輪進(jìn)行參數(shù)化擬合,并將參數(shù)化葉型與原型葉型進(jìn)行性能對(duì)比,其效率誤差為0.1%,驗(yàn)證了參數(shù)化的方法。在擬合得到的參數(shù)中選定安裝角、入口角與葉型三組參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化變量的預(yù)研,通過大量計(jì)算結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫(kù),總結(jié)出各葉型參數(shù)與其性能的關(guān)系,并由此選定優(yōu)化變量。利用第三章選出的優(yōu)化變量,在第四章中,進(jìn)行了基于進(jìn)化算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)。比較了不同目標(biāo)函數(shù)對(duì)優(yōu)化結(jié)果的影響,選定了以效率罰函數(shù)權(quán)重為最大、安裝角與葉型聯(lián)合優(yōu)化的結(jié)果作為優(yōu)化結(jié)果。將優(yōu)化結(jié)果與原型渦輪進(jìn)行性能對(duì)比,前者的第一級(jí)渦輪級(jí)效率由50.9%提高至60.5%,總體效率由52.9%提高至55.3%,總體功率由209.2kW提高至218.57kW。在第五章中,以AEF 0228A型空氣馬達(dá)為研究對(duì)象,進(jìn)行了運(yùn)轉(zhuǎn)安全性評(píng)估技術(shù)的研究。利用轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析方法,通過對(duì)兩組常用負(fù)載情況進(jìn)行模態(tài)分析,發(fā)現(xiàn)負(fù)載情況二的一階臨界轉(zhuǎn)速在空氣馬達(dá)的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),使其在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)存在共振風(fēng)險(xiǎn)。而后評(píng)估了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)對(duì)于不平衡量的穩(wěn)態(tài)響應(yīng),結(jié)果表明,在動(dòng)平衡精度等級(jí)G6.3下,系統(tǒng)對(duì)于最大許用不平衡量的響應(yīng)是安全的。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)洞試驗(yàn) 多級(jí)軸流渦輪 優(yōu)化設(shè)計(jì) 螺旋槳?jiǎng)恿δM 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V211.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 引言10-18
• 1.1 論文的研究背景與意義10-14
• 1.1.1 螺旋槳?jiǎng)恿δM能力國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀10-12
• 1.1.2 空氣馬達(dá)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2 關(guān)鍵技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 渦輪的氣動(dòng)優(yōu)化方法及發(fā)展14-15
• 1.2.2 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析方法及發(fā)展15-16
• 1.3 本文主要工作16-18
• 第二章 多級(jí)軸流渦輪性能評(píng)估18-34
• 2.1 現(xiàn)有渦輪參數(shù)及試驗(yàn)方法18-20
• 2.1.1 現(xiàn)有渦輪參數(shù)18
• 2.1.2 試驗(yàn)方法18-19
• 2.1.3 試驗(yàn)結(jié)果19-20
• 2.2 數(shù)值模擬方法20-22
• 2.2.1 網(wǎng)格的劃分20-21
• 2.2.2 計(jì)算設(shè)置21-22
• 2.2.3 收斂標(biāo)準(zhǔn)22
• 2.3 數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證22-24
• 2.4 渦輪流場(chǎng)分析24-33
• 2.4.1 一維流場(chǎng)分布26
• 2.4.2 二維流場(chǎng)分布26-30
• 2.4.3 三維流場(chǎng)分布30-33
• 2.5 小結(jié)33-34
• 第三章 葉型參數(shù)化及優(yōu)化變量預(yù)研34-53
• 3.1 葉型參數(shù)化方法34-38
• 3.1.1 常用曲線34-35
• 3.1.2 葉型參數(shù)化擬合35-38
• 3.1.3 參數(shù)化葉型性能校核38
• 3.2 安裝角的變化對(duì)渦輪性能的影響38-43
• 3.2.1 一維流場(chǎng)分析40-41
• 3.2.2 二維流場(chǎng)分析41-43
• 3.2.3 各級(jí)效率分析43
• 3.3 進(jìn)口角變化對(duì)渦輪性能的影響43-47
• 3.3.1 一維流場(chǎng)分析44-45
• 3.3.2 二維流場(chǎng)分析45-47
• 3.3.3 各級(jí)效率分析47
• 3.4 葉型曲線變化對(duì)渦輪性能的影響47-52
• 3.4.1 一維流場(chǎng)分析48-49
• 3.4.2 二維流場(chǎng)分析49-51
• 3.4.3 各級(jí)效率分析51-52
• 3.5 小結(jié)52-53
• 第四章 多級(jí)軸流渦輪氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)53-73
• 4.1 優(yōu)化方法基礎(chǔ)53-56
• 4.1.1 優(yōu)化理論53-54
• 4.1.2 優(yōu)化流程54-55
• 4.1.3 目標(biāo)函數(shù)55-56
• 4.2 安裝角與葉型曲線聯(lián)合優(yōu)化結(jié)果56-60
• 4.2.1 一維流場(chǎng)分析57
• 4.2.2 二維流場(chǎng)分析57-59
• 4.2.3 各級(jí)效率分析59-60
• 4.3 進(jìn)口角與葉型曲線聯(lián)合優(yōu)化結(jié)果60-64
• 4.3.1 一維流場(chǎng)分析61
• 4.3.2 二維流場(chǎng)分析61-63
• 4.3.3 各級(jí)效率分析63-64
• 4.4 優(yōu)化結(jié)果與原型渦輪對(duì)比驗(yàn)證64-72
• 4.4.1 一維流場(chǎng)分析65-66
• 4.4.2 二維流場(chǎng)分析66-70
• 4.4.3 三維流場(chǎng)分析70-72
• 4.5 小結(jié)72-73
• 第五章 空氣馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)安全性評(píng)估73-90
• 5.1 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析基礎(chǔ)73-74
• 5.2 模態(tài)分析74-86
• 5.2.1 計(jì)算設(shè)置74-78
• 5.2.2 負(fù)載一狀態(tài)下的模態(tài)分析78-82
• 5.2.3 負(fù)載二狀態(tài)下的模態(tài)分析82-86
• 5.3 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)分析86-89
• 5.4 小結(jié)89-90
• 第六章 研究工作總結(jié)及展望90-92
• 6.1 本文的主要工作內(nèi)容及研究總結(jié)90-91
• 6.2 進(jìn)一步的工作91-92
• 參考文獻(xiàn)92-94
• 致謝94-95
• 在攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文95

【相似文獻(xiàn)】

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1 黑下清志;市川常雄;日比昭;賈繼p，

本文編號(hào)：824959