摘要：设计了普通高速（20000r·min^-1）电机驱动的车载燃料电池低比转速离心压气机。总结了压气机设计特点，并利用三维数值模拟计算（CFD）技术初步研究了压气机叶轮内部流场，得到了相应的特性曲线与主要气动参数分布。根据数值模拟分析，所设计的车载燃料电池低比转速离心压气机具有较高的效率和较宽广且平坦的工作特性，叶轮在设计转速下最高效率达83％，最高压比达1．6，流量范围在0．05～0．20kg·s^-1。所设计的低比转速离心压气机，能满足车载燃料电池空气系统对于压气机的要求，同时避免了采用高比转速离心压气机所需的超高速电机所带来的问题。

摘要：轴流压气机转子／静子交替排列,两套相对旋转的柱坐标系变换导致了叶栅进口攻角作周期性的脉动,即上游叶排尾迹诱导产生了下游叶排的动态失速现象.通过求解高精度非定常粘性可压Reynolds平均Navier-Stokes方程,清晰地捕捉到了动态失速涡的脱落过程与升力／阻力系数曲线的迟滞现象.研究还表明,合理组织攻角脉动频率与叶栅尾缘涡脱落特征频率的关系,能够提高叶栅的时均气动性能,为轴流压气机设计中的级间匹配问题提供了一个新的思路与途径.

摘要：随着内燃机功率密度的提高,需要更高的增压压比.采用全三维气动设计技术,设计了最大压比为4.0的车用跨声速离心压气机(可应用于微型燃气轮机),并将此应用于某型增压器的改进.针对跨声速流动特征,分析了相应的设计原则和方法.与某型发动机的配机试验结果表明,采用新设计的离心压气机后,在额定功率下,油耗下降4.1 g/(kW.h),涡轮进口温度下降35 K.

摘要：提出一种基于正反问题耦合的压气机特性快速预测方法,根据压气机一维设计理论,通过对满足流量及压比设计指标的反问题求解快速得出压气机的气动布局方案,在此基础上结合非设计点损失和落后角模型通过正问题求解得出全工况压气机特性,再根据预测特性与目标的偏差调整气动布局方案,以此通过对正反问题的耦合求解实现对压气机特性的合理快速预测。为了提高压气机特性预测精度,发展了基于遗传算法的压气机损失和落后角模型参数优化校准方法,该方法利用优化理论及实验数据对传统的压气机损失和落后角模型进行改进。利用三台压气机的实验结果对模型进行了校准与验证,验证结果表明:设计点效率预测误差为0.23%,非设计点为1.34%,满足发动机需求分析及概念设计阶段对压气机效率的预测精度要求。

摘要：航空发动机全生命周期过程中存在着大量的随机和认知不确定性因素,往往带来研发迭代周期长、制造合格率低、使用维护困难等一系列问题。近年来国内外针对不确定性分析已经开展了一系列研究,但尚未从理论层面系统地提出航空发动机不确定性设计体系。在当前航空发动机确定性设计体系的基础上,结合不确定性分析取得的研究成果,对如何构建航空发动机不确定性设计体系、实现航空发动机设计体系的变革进行了探讨。首先归纳了航空发动机中的不确定性因素及其影响,进而对不确定性设计体系的内涵和必要性进行了探讨。不确定性设计体系以实现研发一次成功为最终目标,在设计的各个阶段对性能分散度进行定量化评估与控制,产生全生命周期内性能、可靠性、鲁棒性和成本等方面综合最优的设计方案。基于这一内涵界定,对不确定性设计体系的流程、方法、平台、规范和组织等各项基本要素逐项进行了分析,提出了不确定性设计体系建设的阶段性展望、预期收益以及各项挑战。

摘要：对某车用增压离心压气机进行了三维数值模拟,研究了离心压气机设计点和不同转速下近喘振点进气流场,基于此提出了离心压气机进气轮盖导叶流场控制措施并进行了验证实验.研究表明:离心压气机近喘振点压力面与吸力面压力差异影响到进气流场,导致进气口轮盖附近出现与叶轮转向相反的切向速度;且从低转速到高转速,该与叶轮转向相反的切向速度逐渐增大;离心压气机设计点进气在叶片压力面和吸力面前分别形成与叶轮转向相反和相同的切向速度区域,该区域不限于轮盖附近.轮盖导叶的流动控制方法可以有效抑制近喘振点切向反速度,实验结果表明,轮盖导叶使得离心压气机整体性能得到了提高,在90 000r/min近喘振点压比提高了3.4%,效率提高了3.0%.

摘要：数字孪生(Digital Twin)已成为未来装备研制的重要发展趋势,将数字孪生概念与航空发动机可靠性相结合,探索可靠性数字孪生在航空发动机全生命周期的潜在应用,将为数字孪生的物理实现打下良好的基础。航空发动机可靠性是指发动机在规定的飞行包线、环境和使用条件下,在规定的生命周期内完成规定功能的能力。可以说,航空发动机的可靠性表征了发动机持续维持高性能运转的能力,是一项综合性系统工程,贯穿于发动机的设计、制造、试验、使用、维修及管理等各个环节。

摘要：采用商业叶片造型软件Concepts NREC压气机设计出具有不同前缘前掠角(α为10°﹑15°﹑20°)叶片的3种方案的涡轮增压跨音速离心压气机,并进行数值模拟和对比分析,研究叶片前缘前掠对压气机流场特性的影响。结果表明:与无掠方案相比,主叶片前缘前掠在提高压气机流通能力及失速裕度方面有一定的优势,其中15°方案的流通能力最强,20°方案的失速裕度最大;随着前缘掠角由0°增加到20°,在堵塞工况下压气机内部激波强度减弱7.2%,在最高效率工况下减弱3.4%,同时,叶轮通道下游低能流团范围及强度均有一定改善;在3种掠叶片方案中,10°掠角方案的压气机内部流动情况最好,其整体效率较普通压气机提高0.72%,压比提高0.62%。