基于适航认证背景下大涵道比弯掠风扇转子变稠度数值研究

基于适航认证背景,以大涵道比弯掠风扇转子作为研究对象,通过改变风扇转子稠度,采用数值方法进行相关研究分析,在保证风扇转子基本性能的基础上,通过调整叶片数量N(18、20、22、24)获得4种不同稠度(N18、N20、N22、N24)风扇转子,在不同背压条件下进行数值模拟并获得近失速工况流场。一系列结果表明,适当增加稠度设计,可以提高风扇转子的效率。N18稠度下喘振裕度为0.082 9,当稠度增加到N20时,喘振裕度达到峰值0.106,随着稠度继续增加到N22,喘振裕度下降到0.084 6,但还是高于N18;当稠度增加到N24时,喘振裕度下降到0.076,随着稠度增加,效率峰值点所需流量逐渐降低。研究结果表明:该弯掠风扇转子在变稠度条件下效率峰值变化不明显;基于适航认证相关条例,喘振裕度是重要的考察内容;随着稠度增大,峰值效率也随着增大但是幅值非常微小,在实际应用中几乎可以忽略。研究结果可为匹配压气机整体设计,获得适航认证提供相应的参考。     

基于本征正交分解和动态模态分解的尾涡激振现象瞬态过程的模态分析

尾涡激振是气动弹性领域的一种常见现象,在上游尾迹的气动激励下会导致流场中结构的强迫振动,该现象会危及被激励结构的完整性和疲劳寿命.本文使用圆柱/叶片的近似模型研究尾涡激振问题.该模型中的圆柱位于上游均匀来流,能够产生特定频率的卡门涡街;叶片位于流场下游,受到圆柱尾迹所施加的持续脉动激励,产生强迫振动.针对尾涡激励的近似模型,通过基于Fluent的二维数值计算,模拟了上游圆柱的脱落涡以及叶片从固定到以本身自然频率振动的瞬态过程,从而提供了流场变化过程的详细信息.基于非定常瞬态结果,采用本征正交分解(POD)和动态模态分解(DMD)分析方法,通过分解与重构叶片附近流场的压力场,提取模态频率及其变化过程,得到了尾涡激振现象的主要流动特征.通过对比两种模态分析结果发现,POD重构在残差处理方面有较大的优势,而DMD在单一频率模态的提取以及变化情况的分析方面更有优势.     

ASTM F320-2010标准冰雹的抗压力学性能实验研究

结合ASTM F320—2010标准《航空与航天透明外壳冰撞测试》用人工冰雹,制备了两种形状、7种含量纤维增强的冰柱和冰球,基于万能试验机实施了两种加载速率下的单向压缩实验,探索了人工模拟冰雹的非线性压缩力学性能。将纤维增强冰雹与纯冰类比,发现了纤维含量对冰雹抗压强度有提高效果,不同纤维含量在不同加载速率下对冰雹抗压性能的影响存在差异,提出6%纤维含量的人工冰雹撞击测试应纳入未来商用航空发动机及民用大飞机适航取证的吸雹实验考虑范围。