柴油机螺旋进气道主要结构参数对气流的影响

本文根据对195柴油机螺旋进气道的试验结果,综合分析了螺旋进气道的主要结构参数对螺旋气流和切向气流的流动与配合的影响。文中指出,气道某一结构参数的改变有可能导致其他相关参数的改变。文中还提出了修改气道时应遵循的一些规律。     

进气道出口可压缩附面层测量及其参数计算方法研究

为测量飞机进气道出口的可压缩附面层,在分析所需测量参数及探讨附面层参数计算方法的基础上,研制了附面层总压测量耙、总温测量耙。通过在公用测量段上安装附面层测量耙,对某飞机进气道在某高速风洞中进行了不同马赫数、攻角、侧滑角组合的吹风试验。17种组合工况的试验及计算结果表明:研制的附面层总压及总温测量耙应用效果较好;附面层参数计算方法准确,拟合后的附面层速度分布较为合理;该方法能够用于测量和评定进气道出口的可压缩附面层。     

三维S形进气道沿程结冰参数分析方法

提出了一种三维进气道沿程结冰参数分析方法。采用欧拉-拉格朗日法计算气液两相流场,得到进气道结冰表面的水滴撞击特性以及水滴运动轨迹。利用用户自定义函数(UDF)对FLUENT进行二次开发,编写了三维进气道结冰参数数值模拟程序。通过对三维S形进气道的数值计算,得到了唇口及沿程管道的水收集率以及水滴分布情况,分析了水滴的质量浓度分布在进气道沿程中的变化情况,发现管道曲率的变化、横截面半径的变化、水滴的撞击是影响水滴浓度在管道中变化的主要因素。三维进气道沿程结冰参数分析方法可以改善目前把大气结冰参数直接用于发动机进口部件结冰数值计算的误差。     

三维S型进气道沿程结冰参数分析方法研究

提出了一种三维进气道沿程结冰参数分析方法。采用欧拉—拉格朗日法计算气液两相流场,得到进气道结冰表面的水滴撞击特性以及水滴运动轨迹。利用用户自定义函数(UDF)对FLUENT进行二次开发,编写了三维进气道结冰参数数值模拟程序。通过对三维S型进气道的数值计算,得到了唇口及沿程管道的水收集率以及水滴分布情况,分析了水滴的质量浓度分布在进气道沿程中的变化情况,发现管道曲率的变化、横截面半径的变化、水滴的撞击是影响水滴浓度在管道中变化的主要因素。三维进气道沿程结冰参数分析方法可以改善目前直接把大气结冰参数直接用于发动机进口部件结冰数值计算的误差。     

内燃机进气道流通能力与综合性能评价参数的研究

本文包括如下三部分：（ｌ）评述了气道稳定流动的各种试验方法。（２）在试 验和理论分析基础上，提出了表达内燃机进气道流通能力的参数──内燃机通流能力 （μσ）Ｅ，它能把稳流试验与内燃机实测结果联系起来．且能满意地定量表达内燃机气 道的流通能力．（３）从理论上提出评价进气道综合性能的参数──综合性能指标 Ｘ；Ｘ值从能量转换效率观点，包含了进气道的流通能力参数和进气旋流参数．Ｘ可 用来比较评价各种气道．     

直升机进气道防冰试验方法设计与试验初探

进气道结冰是飞机结冰中最危险的情况,造成降低发动机功率、增大了飞行负载等一系列危害,因此,发动机进气道防冰试飞尤为重要。本文在对国军标及适航相关标准研究的基础上,结合国外结冰的地面试验及飞行试验方法,设计了一种新的进气道防冰系统测试及试验方法,并开展试验验证,通过对试验结果深入分析发现了试验方法的不足,对后续直升机进气道的防冰试验具有指导意义。     

直升机进气道防冰试验方法设计与试验

进气道结冰是飞机结冰中最危险的情况,有可能降低发动机功率、增大了飞行负载等一系列危害,因此,发动机进气道防冰试飞尤为重要。在对国军标及适航相关标准研究的基础上,结合国外结冰的地面试验及飞行试验方法,设计了一种新的进气道防冰系统测试及试验方法,并开展试验验证。通过对试验结果深入分析发现了试验方法的不足,对后续直升机进气道的防冰试验具有指导意义。     

汽油机进气道参数化优化设计

针对汽油机进气道性能对缸内空气流动影响较大、传统经验优化主观性强且效率较低的问题,提出了一种基于气道局部变形及旋转的参数化优化方法。采用控制点对进气道局部变形及整体旋转进行控制从而实现进气道变形的参数化,并采用粒子图像测速对该模型进行了验证。对各控制变量及优化目标进行实验设计及贡献度分析,识别出对流量系数及滚流比贡献度较大的控制变量。以提高流量系数及滚流比为目标,采用第二代非劣排序遗传算法对识别的控制变量进行多目标优化,根据寻优结果得到性能最优的进气道几何模型。结果表明:优化后的进气道在滚流比基本不变的情况下,流量系数由0.490变为0.526,提升了7.35%,优化效果较好。所提方法能够一次性得到接近理论帕累托前沿的最优解集,并根据需求选择最优的进气道几何模型,实用性较强且效率较高。     

发动机风扇噪声进气道传播计算及优化

使用计算气动声学(CAA)方法,分析了典型涡扇发动机风扇噪声在进气道的传播特性,并使用Kriging模型对其外形进行了声学优化。选取典型发动机进气道外形,利用CAA方法求解2.5D线化欧拉方程。分析了发动机进气道近场和远场的噪声水平,空间离散使用6阶紧致格式,时间推进使用4/6阶Runge-Kutta法,计算网格采用二维结构网格。在对典型发动机进气道声传播问题的准确计算的基础上,通过参数化建模、Kriging模型和遗传算法研究了发动机进气道外形对风扇噪声传播的影响,可以作为进一步气动特性和声学特性联合优化设计,以及降噪设计的基础。     

飞机可调斜板式进气道板位突变特性研究

通过分析可调斜板式进气道的调节规律,结合飞行试验数据和CFD三维流场仿真,研究了板位突变条件下的两个基本特性——进气道内流压力脉动、进气道入口激波系变化,进而分析了空中飞行时进气道异常响声的原因,提出可调斜板式进气道调节的优化方法,该特性研究方法对同类进气道试飞具有一定的工程应用价值。     

管内沸腾两相流动网络模型

依据不同的时空尺度将沸腾流动系统划分为主流区和受热区两个子系统．分析了两个子系统各自的特点,并用网络模型图对其进行描述．分析表明,介观的气泡振荡压力波和宏观压强之间是存在关联性的、进一步的研究表明,由压力信号分离成的摩阻压降pR,加速压降pa,提升压降pc三项与网络参数中的流阻R,流感L,流容C能关联起来、提供了一种从试验数据进行网络参数辨识的方法．     

生物柴油发动机进气道模拟与优化

针对DK4柴油机改为燃用生物柴油后出现混合气均匀度较差等问题,本文通过稳流试验和数值模拟的方式,结合均匀试验设计法,在稳态工况下,在进气道前端加装不同结构参数的导流叶片,研究了其对发动机流量系数和涡流比的影响,选择了最佳模型,并对比了瞬态工况下原进气道与优化后的进气道涡流比、累计进气质量和排放特性。结果表明:稳态工况下,优化后的进气道较原进气道平均涡流比增加了24.79%,缸内流量系数提升了1.17%;瞬态工况下,优化后的进气道涡流比整体提高9.46%,累计进气质量增加了7.02%;缸内温度和压力均提高,NOx排放平均升高4.4%,soot排放降低9.9%。可见优化后的进气道有效改善混合气形成,降低生物柴油发动机颗粒排放。     

微圆管内非共沸混合物流动沸腾压降试验

对水平微圆管内非共沸混合工质R32/R134a的流动沸腾压降进行了试验,同时可视化观察了微圆管出口处的气泡行为.在此基础上分析了主要工况参数对微圆管内流动沸腾压降的影响,比较了微圆管、细圆管和常规管道内的两相流动压降特性.结果表明:微圆管内流动沸腾压降随质量干度和质量通量密度的增加而平稳增加.当热通量较低时,微圆管内压降增加幅度较小,但当热通量达到一定值时,微圆管内压降则以较大幅度升高.相同试验工况下微圆管内流动沸腾压降远大于常规管道.综合考虑流动压降和换热效果时,存在最佳通道结构使其换热经济性最好.     

双进气道柴油机可调涡流进气道匹配规律

研究双进气道柴油机进气道的涡流比和流量系数对进气涡流调节规律的影响.在稳流气道实验台上,对两种典型的双进气道柴油机的切向气道、螺旋气道的进气流动特性和进气涡流调节特性进行试验,采用横挡板遮挡切向气道入口方式调节进气涡流.试验结果表明,在一定范围内,涡流比和流量系数之间存在线性折中关系.通过数学公式的推导和分析可知:在对柴油机的两个进气道进行匹配时,如果要拥有良好的进气涡流可调性,被调进气道流量系数应取较大值,涡流比应取较小值,不调节进气道的涡流比应取较大值.     

垂直上升光管中气液两相摩擦因子分析

管内气液两相流动压降是水动力计算中的重要参数,选取不同摩擦因子会影响到计算结果的精度。为分析不同摩擦因子的适用性,该文讨论了5种常见的全液相两相摩擦因子计算方法,对关键参数选取进行了敏感性分析,并将5种方法的计算结果与文献中高压下汽水工质在垂直光管内的实验结果进行了比较。结果表明:管径对5种计算方法的影响有限;壁面粗糙度对Chisholm方法和Chisholm B系数方法的计算结果影响较大,这2种方法的结果均随着壁面粗糙度的增加而减小;工质压力的增加会导致压降的计算结果减小;质量流速对Chisholm方法和83国标方法的计算结果影响较大,并且质量流速增加,计算压降减小。计算结果与实验结果的比较表明:在中、低干度区域,Chisholm方法、Friedel方法和改进Friedel方法的计算结果与实验数据比较接近;在高干度区域,83国标方法的计算结果与实验数据更为接近。     

三效催化器主要结构参数对压降系数和速度分布的影响

提出了三效催化器压降系数的修正公式。通过数值模拟试验，分析了三效催化器的主要结构参数对压降和流速分布的影响。结果发现，三效催化器微元通道孔径沿径向的不同组合可以达到既不增加压降、流速分布又均匀的效果，而且在所计算的轴对称三效催化器结构中，在通常的流量范围内其进口损失可以忽略。     

螺旋进气道设计参数对涡流比影响的数值分析

采用计算流体力学软件Converge对一款车用柴油机进行了气道和缸内流动的数值计算,主要研究柴油机螺旋进气道结构设计参数对缸内涡流比的影响.通过修改螺旋进气道的3个主要结构设计参数,研究了其对缸内涡流比的影响规律.结果表明:当单独改变螺旋室高度、涡壳切割量以及螺旋进气道转角3个结构设计参数,使其取值分别为13mm,1.27mm以及0°时,缸内涡流比获得最大值;同时修改多个结构设计参数时,其对涡流比的影响存在相互制约的作用;通过Converge软件实现了螺旋进气道多结构参数的数值研究,对实际气道的设计具有重要的指导意义.     

混压式超声速、高超声速进气道不起动振荡频率预测方法

该发明公开了一种混压式超声速、高超声速进气道不起动振荡频率预测方法,通过将单个振荡周期划分为进气道内腔体高压气体积蓄和口外不起动波系运动两个阶段,并依次通过将进气道通道内结尾激波系的前传过程转化为对其腔体储气量变化的定量分析,以及将来流总温对应的滞止声速作为不起动波系口外运动最高速度的方法,可对混压式进气道不起动振荡频率进行快速、准确预估。该方法从振荡机理出发简化了振荡模型,且对进气道的几何参数无特定要求,因此该方法对不同形式的混压式进气道不起动振荡频率估算具有良好的通用性,且同时适用于混压式超声速进气道和高超声速进气道。     

一种改进上的卷式膜隔网通道压降预测模型

为获得一种既具有一定物理意义又使用方便的卷式膜隔网通道压降评价方法,通过计算流体力学(CFD)模拟,在考察不同隔网结构参数对通道阻力影响规律的基础上,建立一种改进的卷式膜隔网通道压降预测模型.研究结果表明,该改进模型能够反映网丝间距、直径、夹角和孔隙率等结构参数对通道阻力特性的影响,合理预测多种隔网结构下的通道压降,与...     

水平管内气液两相螺旋流压降规律实验研究

在气液两相流实验装置上进行了流型和压降的实验。以空气和水为实验介质,对水平管内气液两相螺旋流的流型进行了研究。依次得到螺旋波状分层流、螺旋泡状流、螺旋弥散流三种典型的流型图像。并分析了流型、体积含气率、气液折算流速以及叶轮起旋参数等因素对气液两相螺旋流压降的影响。最后实验表明,流型是影响压降规律的主要因素,其他因素对压降的影响亦有影响。螺旋弥散流是压降梯度最小的流型。以上结果对今后相关的研究以及工程实际应用具有重要的指导意义。