摘要：本文概要介绍了株洲航空动力机械研究所在９０年代中期引进每秒１０亿次运算速度的计算机后，建立了以二维叶片造型和三维粘性数值计算为核心的小发压气机ＣＦＤ设计系统。用新建立的ＣＦＤ设计系统进行了单级和双级压气机设计并进行了试验验证．试验结果证明，使用该系统能够完成高性能小型轴流压气机设计。

摘要：在已知转子工作时各种载荷引起的轴向松弛力和压紧力的前提下，本文提出综合考虑紧度裕度、强度裕度、装配关系等多因素的轴向预紧力确定准则，并由此建立了预紧力优化的数学模型，给出了５个目标函数以满足不同的设计要求。

摘要：通过对涡轮多学科优化的分析,讨论了多学科优化中的气动设计技术.提出了基于叶栅特征参数和贝塞尔函数的二维叶栅参数化造型方法,并结合积叠轴的掠、弯形成三维复杂几何叶片成型技术.通过对气动优化过程中的数学模型分析,给出了一般要求的约束条件,并根据不同阶段的气动设计和约束条件提出了分阶段嵌套优化方法.针对三维气动计算,对商用软件CFX进行了二次开发,实现了三维计算的自动分网、建模、求解和后处理.最后,结合具体算例完成的优化设计结果表明,其涡轮效率提高了约2.3%,工作叶片数减少13.21%,叶片叶身总质量下降8.96%.

摘要：采用任意中弧线叶片造型程序,将某单级跨声、常规设计的风扇改进为复合掠形设计.在改进设计过程中,通过调整风扇关键设计参数的分布,从设计上降低了激波及其关联的损失,克服了该风扇高相对马赫数与低损失、高效率的矛盾.内外函数值模拟结果表明,设计转速的风扇效率略微降低,但起飞转速的风扇效率得到显著提高,并且有效地改善了风扇/增压级的内外函气动性能匹配.

摘要：以涡轮级间燃烧室(ITB)应用于涡轴发动机为研究平台,根据ITB的应用环境,采用凹腔驻涡燃烧室作为涡轮级间燃烧室,设计加工了全环凹腔驻涡燃烧室试验件,并进行了性能试验研究.试验结果表明:该燃烧室的贫油点火边界余气系数为10.2,降低驻涡凹腔体内外压差有利于点火;与常规燃烧室相比,燃烧室的燃烧效率偏低,但燃烧效率随进口温度的升高逐步加大;燃烧室的总压恢复系数较小,进口温度对燃烧室的总压恢复系数影响不大;燃烧室出口温度场分布较好,出口温度分布系数(OTDF)随进口温度的升高而减小;随着进口温度的提高,火焰筒壁温会局部偏高,火焰筒的冷却设计需优化改进.

摘要：以某型航空涡轴发动机涡轮叶片叶冠为研究对象进行结构优化设计。根据叶冠的特点建立了叶冠优化设计的数学模型,确定了叶冠的设计变量、目标函数和约束函数,建立了叶冠的优化设计流程,研究以叶冠工作面上应力最小和叶冠重量最轻为目标函数;以预扭角、工作面偏转角等叶冠的结构尺寸为设计变量;以结构、强度和振动要求为约束条件。运用可视化编程(VC)、UG/OPEN API函数和APDL语言将建立的参数化模型与有限元结构强度分析进行集成,并利用多学科优化软件i SIGHT完成对带锯齿冠叶片的结构优化,得到了的优化设计结果。经过优化后的锯齿冠叶片的应力分布与优化前相比更加合理,叶冠的重量相比优化前降低了0.982%,锯齿冠工作面上的应力降低了22.83%。

摘要：建立了汽油转子发动机燃烧室内热力过程及一些边界的数学模型,并发展了相应的计算软件。通过数值模拟计算获得了汽油转子发动机燃烧室内气体压力、各区内气体温度随偏心轴转角的变化及各工况下的性能参数,并将数值计算和试验测量结果进行了对比分析。结果表明:本文发展的预测汽油转子发动机热力过程的数学模型正确,计算软件可靠,计算精度满足工程需要,可用作设计研制汽油转子发动机的分析工具。

摘要：采用经过试验验证的一维方案设计程序包以及与轴对称流设计程序相匹配的任意中弧线叶片造型程序,运用三维计算与一维、二维气动设计相结合的方法成功地完成了某小涡扇发动机增压级气动设计,并且单独设计和加工内涵两级增压级进行了试验验证,试验结果表明,该增压级具有宽广的高效率区和高喘振裕度,设计结果与试验结果吻合较好.

摘要：提出一种接触印痕位置参数分析法,用于确定弧齿锥齿轮安装误差的可变动范围。根据设计要求的啮合性能,采用局部综合法,设计弧齿锥齿轮加工参数,得到弧齿锥齿轮副齿面。在齿面参考点处的压入深度为0.006 35 mm的条件下,计算小轮驱动力矩。在此力矩作用下,进行安装误差状态下的轮齿加载接触分析(Loaded tooth contact analysis,LTCA),获得描述承载齿面接触印痕的位置参数。以接触印痕边界点到齿面边界的距离为设计目标,分别以不同类型的单因素安装误差为设计变量,采用优化设计方法确定接触印痕在齿面有效边界内变动时,对应的安装误差的变动范围。以某航空发动机附件传动系统中的弧齿锥齿轮为对象,依据上述方法,确定出不同类型安装误差的可变动范围,验证上述方法的有效性。所提出的方法为合理确定弧齿锥齿轮副安装误差的变动范围提供一种参考。

摘要：采用一种基于Pareto最优解的多目标遗传算法—N SGAⅡ算法,以双轴混合排气式涡轮风扇发动机为算例,集成发动机性能模型、流路尺寸模型和质量模型,以单位推力、耗油率等为目标函数进行了多目标优化设计。计算结果表明:N SGAⅡ算法具有较好的稳健性和鲁棒性;基于N SGAⅡ算法的发动机总体性能优化方法能够获得目标空间内分布均匀的Pareto最优解集,有效克服了发动机总体性能方案设计时人工经验依赖较重的缺点,可为决策者进行目标权衡提供充分依据。