孔庆国
- 作品数：14 被引量：68H指数：4
- 供职机构：中国民航大学中欧航空工程师学院更多>>
- 发文基金：中央高校基本科研业务费专项资金国家自然科学基金天津市应用基础与前沿技术研究计划更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术机械工程动力工程及工程热物理更多>>
- 基于遗传算法的重型燃机外部抽气管路气动布局优化研究
- 2023年
- 管路布局优化是降低燃气轮机管路损失的重要手段,本文提出了一种燃气轮机不规则管路布局参数的优化设计方法。从燃气轮机外部抽气管路出发,建立了具有复杂布局走向的不规则多管路的参数化建模方法。分析了管路布局参数对管路损失的敏感性。综合燃气轮机考虑流量分布,温度与压力分布等多个目标。基于遗传优化算法,获得对外部管路布局参数优化设计优化结果。优化后的管路设计在规定约束优化空间内做到了损失的显著下降,为重型燃气外部抽气管路设计提供了参考。
- 陆瑶羌晓青孔庆国
- 关键词：遗传算法燃气轮机
- 端壁转动对凹槽叶尖流动换热性能的影响被引量：1
- 2019年
- 为了研究端壁转动对跨声速凹槽叶尖流动换热性能的影响,采用数值方法,详细研究了三种冷却孔结构凹槽叶尖在端壁转动条件下的叶尖间隙流场、冷却流流态、气膜冷却效率、叶尖表面换热系数和叶尖泄漏流量,同时考虑凹槽深度和端壁转动速度的影响。结果表明:端壁转动在叶尖凹槽内形成与泄漏流分离涡方向相反的旋涡,使泄漏流在凹槽底面的再附增强,在凹槽突肩的再附减弱。端壁转动能减少叶尖泄漏流量,研究范围内,叶尖相对泄漏流量最多减小20%。随着凹槽深度增大,叶尖平均气膜冷却效率随之增大,叶尖平均换热系数和叶尖泄漏流量随之减小。随着端壁转速减小,叶尖泄漏流量随之增大,压力侧和吸力侧冷却孔模型的叶尖平均气膜冷却效率随之减小,而中弧线冷却孔模型的叶尖平均气膜冷却效率随之增大。压力侧喷入冷却气流,叶尖的气膜冷却效果最好。
- 皮骏杜旭博孔庆国刘光才
- 关键词：高压涡轮换热系数
- 高压涡轮变叶顶蜂窝角度二次流动特性研究
- 2023年
- 为减少叶顶泄漏流带来的气动损失,本文对高压涡轮叶顶复合蜂窝的排布角度进行寻优,并分析其气动性能。研究过程保持叶顶蜂窝几何形状不变,改变复合蜂窝在叶顶的排布角度,降低叶顶二次流的总压损失系数和叶顶相对泄漏比。以叶栅出口下游30%轴向弦长位置的面平均总压损失系数为目标参数,利用Isight软件嵌套图形-网格自动生成流程,对0~57°旋转角度内的蜂窝排布方式进行遍历寻优,得到低总压损失的蜂窝排布方式。研究表明,最优排布结果与平叶顶相比,叶栅总压损失降低5.21%,与基准角度蜂窝相比降低1.34%。最优排布方案对叶顶泄漏流的阻碍效果更明显,增大了蜂窝对气流的耗散能力,降低了跨叶顶的横向驱动力,减少了泄漏涡的损失。
- 孙爽宁嘉昕孙小鹏薛成司海旭卢乐晗孔庆国
- 关键词：高压涡轮气动损失叶顶泄漏流
- 进气弯管几何参数对跨声速离心压气机性能的影响
- 2022年
- 对弯管进气的跨声速离心压气机进行数值模拟分析,研究不同弯管几何参数对压气机性能的影响规律并分析其影响机理,结果表明弯管进气下压气机性能均有所下降。叶轮与上游弯管的气流存在较强的相互作用,弯道出口与离心压气机叶轮前缘截面距离越小弯管角度越大,叶轮进口截面的周向畸变越严重;周向畸变程度与压气机性能下降程度之间无必然联系,畸变进口与叶轮端区的二次流相互作用能够改变叶轮进口激波形貌及端区的损失特性,进而影响离心压气机的工作性能。
- 孔庆国
- 关键词：跨声速离心压气机数值模拟
- 小型大涵道比涡扇发动机起动过程仿真研究被引量：1
- 2018年
- 航空发动机的成功起动是其顺利进入正常工作状态的前提。为研究某小型大涵道比涡扇发动机在不同环境条件下的起动特性,在获得该发动机部件高转速特性的基础上,发展各部件的低转速起动特性,建立了小型大涵道比涡扇发动机起动数学模型。然后利用起动数学模型编写相应的程序进行数值模拟,并将模拟结果与试验台数据进行对比,结果表明所建立起动模型能较为准确的模拟小型大涵道比涡扇发动机的起动过程。最后,利用已建立的起动模型研究了小型大涵道比涡扇发动机起动特性的影响因素。
- 孔庆国杜旭博
- 关键词：数学模型起动特性数值模拟
- 基于中弧线曲率控制的压气机叶型优化被引量：6
- 2020年
- 为提高压气机叶型优化设计水平,基于中弧线曲率控制方法编写了压气机叶片造型程序,将中弧线曲率控制参数作为优化变量,结合粒子群寻优算法对传统可控扩散叶型(CDA)进行了优化研究。结果表明:基于中弧线曲率控制的叶片造型程序能够对CDA叶型进行较好的拟合,拟合叶型的气动性能与设计要求较符。优化叶型在设计点的总压损失降低了约6.34%,优化叶型总压损失随攻角变化较为平缓。在一定攻角范围内,叶型中弧线曲率峰值的前移能够将吸力面马赫数峰值前移,提高叶型吸力面的扩压能力,降低总压损失。在大攻角工况下,改进的中弧线曲率分布能够显著降低叶型总压损失。将中弧线曲率控制参数作为优化变量进行CDA叶型的优化是可行的。
- 孔庆国杜旭博羌晓青张鸿
- 关键词：可控扩散叶型压气机
- 冷气孔流量对叶尖泄漏流动影响的研究
- 2023年
- 为研究冷气孔流量对涡轮叶尖泄漏流动的作用,采用数值模拟方法对比分析冷气流量比在0.05%~3%之间的三维流场和总压损失情况。结果表明:叶尖冷气可以有效地减小泄漏量和叶尖泄漏流动带来的总压损失,泄漏量下降达80%,总压损失峰值下降达38.2%;随着流量比的增加,叶尖冷气对叶尖主流泄漏流动的抑制效果不断增强,由主流带来的泄漏量不断减小;叶尖冷气也带来了新的总压损失,整体总压损失随着流量比的增加不断增大。叶尖冷气对叶尖泄漏的抑制模式分为3种:流量比在0.05%~0.1%之间,以降低主流泄漏流的能量减弱泄漏流动;流量比在1.25%~3%之间,以在叶尖区域形成完整的气膜屏障抑制主流泄漏流动,流量比在0.1%~1.25%之间,上述两种模式同时存在;流量比为1.25%时,冷气在叶尖区域形成一道完整的气膜屏障,阻碍主流流体形成泄漏流。
- 姜锦涛贾惟杨晓军孔庆国
- 关键词：涡轮数值模拟
- 虚拟仿真在工程热力学课程教学中的应用
- 2024年
- 燃气轮机装置热力循环是工程热力学课程中的重要知识点。为加深学生对相关概念的理解,弥补传统工程热力学实验在热力循环章节内容方面的空白,依托航空发动机虚拟仿真平台开设了航空发动机热力循环分析实验。通过虚拟试车和实验数据分析加强学生对相关知识点的理解,提升学习效果。教学实践表明,该实验有效地解决了燃气轮机装置热力循环知识点比较抽象的问题,帮助学生将相关理论知识与实际工程相结合,提升了学生的创新实践能力,为飞行器动力工程专业后续专业课程的学习奠定了良好的基础。
- 赵强孔庆国张鸿
- 关键词：热力循环实验教学
- 基于IGA-ELM网络的滚动轴承故障诊断被引量：33
- 2018年
- 为了提高航空发动机轴承故障诊断准确率,提出基于改进遗传算法优化极限学习机网络(IGA-ELM)的诊断模型。针对传统遗传算法易早熟等缺陷,对遗传算法的交叉操作和变异操作进行改进,并用改进的遗传算法优化极限学习机的输入权值矩阵和隐含层阈值,利用Moore-Penrose算法计算极限学习机的输出权值矩阵。使用IGA-ELM诊断模型对滚动轴承正常、内环故障、外环故障和滚珠故障4种工况进行诊断,并分析极限学习机隐含层神经元的数量和激活函数对轴承故障诊断的影响。为了验证改进遗传算法优化极限学习机的有效性,将传统遗传算法、自适应遗传算法和粒子群算法作为对比算法。经过分析表明:改进遗传算法收敛速度和收敛误差,均优于对比算法。
- 皮骏马圣贺嘉诚孔庆国林家泉刘光才
- 关键词：航空发动机轴承故障诊断极限学习机
- 侧风条件下地面涡来源和气动特性的数值研究被引量：4
- 2019年
- 为了研究侧风条件下地面涡的涡量源和地面涡的气动特性,选取缩比进气道并对侧风条件下的流场进行了数值模拟。结果表明:90°侧风条件下,尾涡和环境涡量都是地面涡的重要来源,即使不存在环境涡量,尾涡仍然可以单独形成地面涡,尾涡-地面涡流动模型能够很好地解释这一现象。地面涡涡量随来流速度的增加先增大后减小,临界速度比随离地间隙的增大而增大。离地间隙增大一倍,临界速度比增大65%,地面涡涡量峰值减小30%。受到地面涡本身以及流动分离的影响,进气道的总压损失随着来流速度比的减小而增大。
- 贾惟孔庆国鞠鹏飞雷越滕宏旭
- 关键词：侧风离地间隙尾涡
