国家自然科学基金(51075018)
- 作品数：8 被引量：47H指数：6
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- 相关机构：北京航空航天大学中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所更多>>
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- 相关领域：航空宇航科学技术机械工程语言文字更多>>
- 双向旋转柱面气膜密封性能数值模拟与参数优化被引量：5
- 2016年
- 在对气膜密封结构及性能分析的基础上,提出了双向旋转倒斜T字型与双层斜槽型柱面气膜密封界面结构;建立了2种结构密封气膜的数理模型和基于有限元方法的密封气膜数值分析模型;在VC平台上开发了基于有限元计算的密封气膜压力分布、系统密封特性及槽型结构多维参数优化的计算分析程序,实现了对密封气膜压力分布、密封特性的数值计算及结构参数的优化设计;在Gambit中建立了不同平均膜厚下倒斜T字型柱面气膜的物理模型和有限元分析模型,通过FLUENT进行了密封气膜特性数值仿真,商用软件仿真结果与自主开发程序数值计算结果对比一致性好,验证了开发程序的正确性;计算对比了2种界面结构的密封稳态特性与动态特性,在相同计算参数下,倒斜T字型的密封性能优于双层斜槽型,为密封系统设计选型提供了帮助;基于遗传思想的粒子群多维优化(GAPSO)计算程序的开发,为槽型参数的优化设计提供了有效的手段。
- 马纲杨卫如
- 关键词：数值模拟
- 端柱面组合密封气膜稳态特性数值仿真分析被引量：9
- 2014年
- 针对航空发动机等高速流体机械中流体动密封部位的工况特点,提出一种新型的端柱面组合气膜密封形式.根据气膜密封的结构特点,建立了端柱面螺旋槽组合式密封气膜的数学分析模型.采用CFD分析软件Fluent对气膜三维流场模型以湍流流动形式进行数值模拟计算.研究了密封气膜几何结构参数变化对密封稳态特性(端面承载力Fd、柱面承载力Fc、泄漏量Q、摩擦转矩M)的影响.几何结构参数包括端面平均膜厚、端面槽深比、柱面平均膜厚、柱面偏心率、柱面槽深比、柱面槽宽比.
- 马纲孙晓军罗先海何军
- 关键词：结构参数稳态特性
- 端柱面组合式气膜密封参数化建模仿真分析被引量：6
- 2013年
- 为了提高气膜密封的设计及分析效率,研究端柱面组合气膜密封参数化建模、分网和特性分析的一体化实现方法。以Catia软件为平台,针对密封气膜的结构设置密封模型的尺寸参数,利用尺寸驱动技术实现气膜密封结构模型的参数化设计;结合专业的网格生成软件Gridgen对气膜的三维模型进行参数化数值网格划分,实现数值分析模型参数化;运用Fluent软件对气膜的三维流场数值模型以湍流流动形式进行数值仿真计算分析,实现了各种设计参数下密封性能的快速预测。以端柱面组合气膜密封的柱面槽长比变化为例给出了密封特性的分析结果。
- 马纲孙晓军何军沈心敏
- 关键词：参数化建模
- 非线性数值模拟柱面气膜密封动态特性被引量：9
- 2014年
- 针对气膜密封研究中密封气膜动态特性分析难点问题,采用非线性数值模拟法对柱面气膜密封系统的动态特性进行研究.建立了柱面气膜密封系统的动力学模型,给出了基于有限元数值方法的瞬态气体雷诺方程(含时间项)与系统动力学方程的耦合求解流程和方法,数值仿真给出了柱面密封环的中心轨迹图、确定了一定转速下的临界无量纲质量、不同密封环无量纲质量时等量位移扰动下系统的响应图,分析了密封环无量纲质量对系统稳定性的影响.结果表明:光滑柱面气膜密封系统存在临界无量纲质量,临界时系统受扰后处于半频涡动状态,随着密封环无量纲质量的增加,受扰后系统收敛时间变长,稳定性变差.
- 马纲何军孙晓军沈心敏
- 关键词：稳定性
- 螺旋槽气膜密封微间隙流场的三维数值模拟被引量：8
- 2012年
- 根据端面、柱面气膜密封的结构特点,建立端面螺旋槽与柱面螺旋槽气膜密封三维数值分析模型,基于有限体积法利用Fluent软件对端面、柱面气膜密封三维流场特性进行数值模拟研究。与试验结果和相关文献的算例比较验证了该三维数值模拟方法的正确性,为进一步进行密封界面表面状态模拟分析及气膜密封的设计应用提供了理论基础。
- 马纲赵伟沈心敏
- 关键词：螺旋槽FLUENT三维数值模拟
- 柱面气膜密封界面结构与性能分析被引量：22
- 2011年
- 选择并针对柱面气膜密封中六种典型的螺旋槽派生界面结构,基于有限元数值分析方法进行了气膜力学特性及密封特性的定量计算和分析比较;建立了不同界面型式的密封特性与可压缩数、膜厚的关系曲线;研究分析了不同界面结构密封特性变化特点和应用中的优劣势,为密封系统研究和设计选型提供了理论基础及指导.分析中的每种密封界面结构参数均为依据有关文献选取的优化或近似优化数据,采用的计算分析方法可拓展应用到其他结构中.
- 马纲栗秀花沈心敏胡广阳
- 关键词：有限元法
- 柱面气膜密封动力特性系数的数值计算被引量：12
- 2013年
- 针对柱面气膜密封系统动态特性分析问题,应用微扰线性化分布参数法建立密封气膜的微扰动态压力微分方程组,给出柱面气膜密封双自由度微扰下密封气膜的动态刚度和动态阻尼系数的计算方法;建立密封气膜的8个动态刚度、阻尼系数的有限元分析模型,给出有限元数值仿真计算流程和方法;通过算例验证数值计算模型和求解方法的正确性并重点研究可压缩数和平均膜厚对气膜动特性系数的影响。以柱面顺流螺旋槽带坝界面结构为例计算密封气膜各项动特性系数并给出不同条件下的变化规律曲线,气膜的正向刚度系数和正向阻尼系数呈现较为复杂变化状况,交叉刚度系数和交叉阻尼系数呈现轴对称特性。密封气膜动特性系数数值计算为稳定性分析提供了基础,为密封系统设计提供了指导。
- 马纲何军栗秀花沈心敏
- 关键词：动力特性系数有限元法
- 端柱面组合气膜密封系统稳态特性数值模拟与分析被引量：4
- 2015年
- 针对端柱面组合气膜密封系统建立稳态特性的分析模型,给出基于有限元数值方法求解气膜压力分布的数值模拟方法和流程,实现端面、柱面区域的耦合求解,进而给出了端柱面组合气膜密封系统稳态特性数值模拟计算的方法.通过与Fluent软件仿真结果的比较验证数值模拟方法的正确性.重点研究膜厚与旋转轴转速对端柱面组合气膜密封系统稳态特性(端面气膜反力、柱面气膜反力、泄漏量、摩擦转矩)的影响,计算分析表明:随着膜厚的增加,泄漏量增加、摩擦转矩减小;随着端面膜厚的增加,端面气膜反力缓慢减小、柱面气膜反力出现极值;随着柱面膜厚的增加,端面气膜反力和柱面气膜反力都在减小;柱面膜厚对稳态特性的影响大于端面膜厚.端柱面结构中密封气膜压力的耦合对密封特性影响显著,稳态特性数值模拟方法的实现为动态特性分析提供了基础.
- 马纲罗先海沈心敏
- 关键词：稳态特性
