最新刊期

    2022年第56卷第7期

      专题 路径规划

    • 机器人路径规划中快速扩展随机树算法的改进研究

      王硕, 段蓉凯, 廖与禾
      2022(7): 1-8.
      摘要:针对基本快速扩展随机树(RRT)算法在路径规划中具有树的扩展随机性大、冗余节点多、容易在目标点周围发生振荡、规划的路径较长等问题,提出了一种改进的RRT算法。该算法首先采用目标偏向策略,通过引入动态权重系数使树尽可能地在向目标点进行扩展的同时又能够即时地避开障碍物;利用自适应扩展步长减少树在目标点附近的振荡;最后,对路径进行剪枝处理,并用三次B样条曲线对剪枝后的路径进行平滑处理。仿真分析的结果表明,与基本RRT算法相比,改进的RRT算法有效减少了冗余节点数,规划的路径更短,减少了19.56%,同时规划时间大大降低,减少了54.08%,有效地提高了路径规划的效率。  
      关键词:RRT算法;动态权重系数;自适应扩展步长;剪枝;平滑处理   
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      更新时间:2025-07-09
    • 黄鹤, 李潇磊, 杨澜, 王会峰, 茹锋
      2022, 56(7): 9-18. DOI: 10.7652/xjtuxb202207002
      摘要:针对复杂环境下传统群体智能优化算法在求解水下无人航行器(UUV)路径规划的过程中存在路径搜索能力不足、易陷入局部最优等问题,提出了一种引入改进蝠鲼觅食优化算法的UUV三维路径规划方法。首先,根据UUV在水下航行时的实际环境,建立相关地形模型和威胁源模型; 其次,对传统的蝠鲼觅食优化算法进行改进,相关改进包括在初始化过程中加入局部反向学习机制优化种群的位置,提高了种群的多样性; 根据每次迭代后种群个体适应度的不同,改进蝠鲼翻滚觅食的翻滚因子S,由此实现一种自适应翻滚,有利于跳出局部最优; 同时,在蝠鲼螺旋觅食过程中融合莱维飞行-柯西变异策略,扩大了搜索路径和种群搜索范围,提升了算法寻找全局最优的能力; 最后,将改进的蝠鲼觅食优化算法引入到UUV的路径规划中,进行相应的实验模拟。实验结果表明:在地形1中采用改进的蝠鲼觅食优化算法所规划的路径相比于灰狼算法和蝠鲼觅食优化算法分别降低了32.49 km和23.88 km,航迹代价分别降低了9.68和4.04; 在地形2中采用改进的蝠鲼觅食优化算法所规划的路径相较于灰狼算法和蝠鲼觅食优化算法分别降低了20.83 km和29.95 km,航迹代价分别降低了10.14和3.18; 同时,所提路径规划方法能够使UUV有效地避开障碍物、威胁物等,较大地降低了风险成本,安全性更高。  
      关键词:水下无人航行器;路径规划;蝠鲼觅食优化算法;全局最优   
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      更新时间:2025-07-09

      专题 流动与换热

    • 耦合引射器和沸腾池的环路热管传热特性研究

      刘蕾, 袁博, 崔晨乙, 杨小平, 魏进家
      2022(7): 19-26.
      摘要:为了解决环路热管的热泄漏问题并提高其最大热流密度,本文提出了将引射器和沸腾池耦合于环路热管结构中。引射器由蒸发器产生的蒸汽驱动,抽吸补偿腔内的热液体以移除热泄漏并为沸腾池供液,而加工了柱状微结构强化表面的沸腾池则是实现高热流密度散热的主要部件。首先实验研究了该环路热管在不同热负荷下的变工况运行特性和稳态运行特性;然后根据运行温度以及主要部件的质量和能量守恒计算了环路热管内部的流速分布并定量评估了引射器对移除热泄漏的贡献;最后比较了本装置与传统环路热管的传热性能。结果表明该环路热管具有良好的变工况运行特性,热负荷变化后能快速建立新的稳态。适当增加蒸发器的热负荷有利于提高沸腾池的传热极限。当蒸发器热负荷为200 W时,沸腾池的极限热负荷为550 W,对应的热流密度高达114 W·cm-2,高于大多数传统环路热管。此外,得益于热泄漏的及时移除,本环路热管能在热泄漏占比高达28%时稳定运行。这些结果表明该环路热管有望运用于高热流密度和多热源系统的散热。  
      关键词:传热;环路热管;引射器;热泄漏   
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      更新时间:2025-07-09
    • 射流角对带小翼凹槽叶顶冷却传热性能的影响

      吴琛琦, 何坤, 晏鑫
      2022, 56(7): 27-37. DOI: 10.7652/xjtuxb202207004
      摘要:采用数值方法研究了发动机工况下透平级带压力侧小翼的凹槽叶顶冷却传热性能,计算获得了5种流向射流角、3种向压力侧偏转的气膜孔数量、4种向压力侧偏转的射流角布置时的带小翼凹槽叶顶的传热系数与气膜冷却效率,实现了带小翼凹槽叶顶冷却传热性能的提升。研究结果表明:倾斜的冷却射流能有效提升透平级带压力侧小翼凹槽叶顶的传热与冷却性能; 随着流向射流角的增大,叶顶传热系数先减小后增大,当流向射流角为120°时,相对于竖直射流,叶顶面积平均传热系数减小了28.26%、气膜冷却效率增大了33.86%; 靠近前缘的5个中弧线冷却孔向压力侧偏转能改善凹槽前部的冷却性能,与所有中弧线冷却孔均向吸力侧偏转的方案相比,叶顶面积平均传热系数减小15.65%、气膜冷却效率增大9.51%; 当靠近前缘的5个中弧线冷却孔向压力侧偏转的角度为60°时,小翼叶顶的冷却传热性能最佳,与竖直射流相比,其面积平均传热系数减小38.84%、气膜冷却效率增大42.24%,且冷却流对带小翼凹槽叶顶覆盖的均匀性显著提高。  
      关键词:燃气透平;凹槽叶顶;小翼;传热;气膜冷却;射流角   
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      更新时间:2025-07-09
    • 永磁同步电机的改进无差拍预测抗扰前馈控制

      靳东松, 刘凌
      2022(7): 38-46.
      摘要:针对永磁同步电机无差拍预测电流控制在实际运行中,由于所依赖的电机模型参数随负载的变化存在不匹配缺陷从而限制系统电流环性能的问题,提出一种无差拍预测电流控制与扰动前馈补偿相结合的改进控制策略。首先,以转速与负载转矩为状态变量,选取积分滑模面作为滑模切换面,与传统指数趋近律结合,设计一种滑模负载转矩观测器以实现对负载转矩的实时辨识;然后,设计一种可快速收敛的自适应系数指数趋近律以提高负载转矩观测器性能,实现速度误差的快速收敛与负载转矩的快速观测,减小观测转矩的抖振;最后,将观测所得负载转矩前馈补偿至电流控制器,以实现对模型参数不匹配及负载变化等扰动的有效补偿,同时进一步提升电流与电磁转矩对参考值的趋近速度、并减小系统抖振。数值仿真结果表明:该策略在标称参数下可使系统稳定运行,当模型参数不匹配和负载变化发生时系统仍能稳定运行;相对传统策略,若电感衰减,加载超调减小约5%,减载超调减小约10%,加速时间减少约0.02 s;电感衰减与电阻增大时,加载超调减小约6.31%,减载超调减小约10.67%,加速时间减少约0.02 s,且有更小的抖振,系统抗扰性能进一步提升。  
      关键词:永磁同步电机;无差拍预测电流控制;滑模负载转矩观测器;扰动前馈补偿   
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      更新时间:2025-07-09
    • 融合速度信息的机械臂自适应轨迹跟踪控制方法

      张蕾, 刘宇航, 王晓华, 黄晶晶
      2022(7): 47-55.
      摘要:针对机械臂动力学模型参数不确定性与速度信息不精确影响轨迹跟踪精度的问题,提出一种多传感器信息融合的机械臂参数自适应轨迹跟踪控制方法。首先将未建模动态视为系统内部干扰,简化机械臂动力学模型;其次采用反步控制方法为机械臂系统设计控制律,并为动力学模型中不确定参数设计自适应律;最后考虑使用单一位置传感器的差分值或转速计的测量值作为速度信息可靠性低的问题,通过多传感器信息融合方法为控制器提供更精确的速度信息。仿真与实验结果表明:采用融合速度信息能够提高所提控制方法的精度与稳定性,速度信息的精确性提升7%;与反步控制方法、自适应控制方法相比,所提控制方法具有更好的机械臂轨迹跟踪控制性能,轨迹跟踪误差分别降低了30%、50%。  
      关键词:多传感器信息融合;机械臂;轨迹跟踪控制;反步自适应控制   
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      更新时间:2025-07-09
    • 基于生成对抗网络的医学诊断模型知识蒸馏对抗攻击方法

      王小银, 吕硕, 孙家泽, 杨宜康
      2022(7): 76-85.
      摘要:为了提高医学诊断模型防御攻击的能力,提出了一种基于生成对抗网络的医学诊断模型知识蒸馏对抗攻击方法。首先创建医学对抗攻击端到端训练网络,并以残差网络作为对抗网络架构;其次在生成器特征块中融合扩张卷积块和通道注意力机制,采用马尔可夫判别器改进判别器网络结构;最后利用生成器和判别器组建生成对抗网络,使用对抗样本进行知识蒸馏对抗攻击,以训练医学诊断模型提高识别精度。采用对抗样本对所提对抗方法进行攻击验证,结果表明:本文方法对抗攻击的成功率为92.6%,与所对比的主流方法相比,该方法的成功率提高了20%,生成对抗样本的最大平均差异降低了3.68%,峰值信噪比、结构相似性分别提升了5.07%、20.29%。本文方法解决了医学诊断模型在对抗攻击中难以获取网络结构和参数信息的问题,生成的对抗样本更接近真实样本,网络效果更佳,为辅助医疗模型诊断及模型安全性提供了参考方案。  
      关键词:医学诊断模型;知识蒸馏;对抗攻击;生成对抗网络   
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      更新时间:2025-07-09
    • 高转速部分进气涡轮盘气流力及叶片振动响应研究

      吴锦涛, 王珺, 徐自力, 闫松, 王振
      2022(7): 108-117.
      摘要:针对部分进气涡轮盘所受气流力在周向分布的严重不均匀易造成动叶片疲劳破坏的问题,从部分进气气流力特征和叶片振动响应两个方面进行了研究。根据已有数值模拟和实验结果给出了部分进气模式下考虑Kick效应的叶片所受气流力的分布曲线,采用快速傅里叶变换方法(FFT)分析了气流力的频谱特征,研究了转速和进气度等因素对气流力的频域特性的影响;采用有限元方法对某火箭发动机部分进气涡轮盘进行了瞬态振动响应分析,对比气流力的频谱特征,研究了叶片振动响应的特性。结果表明:在部分进气模式下,高转速涡轮盘叶片所受气流激励可以视为脉冲激励,存在多阶谐波分量;高转速或小进气度都会使得气流力的高阶谐波分量的幅值较大,使得涡轮盘叶片发生高倍频的共振或幅值较大的强迫振动,区别于全周进气的涡轮盘只需避开前6倍频气流力可能引起的共振,部分进气时还需考虑更高倍频气流力的影响。  
      关键词:涡轮盘;部分进气;振动响应;高阶谐波;频谱特征   
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      更新时间:2025-07-09
    • 跨度语义增强的命名实体识别方法

      耿汝山, 陈艳平, 唐瑞雪, 黄瑞章, 秦永彬, 董博
      2022(7): 118-126.
      摘要:针对命名实体识别方法存在字与字之间语义信息丢失、模型召回率不佳等问题,提出了一种跨度语义信息增强的命名实体识别方法。首先,使用ALBERT预训练语言模型提取文本中包含上下文信息的字符向量,并使用GloVe模型生成字符向量;其次,将两种向量进行拼接作为模型输入向量,对输入向量进行枚举拼接形成跨度信息矩阵;然后,使用多维循环神经网络和注意力网络对跨度信息矩阵进行运算,增强跨度之间的语义联系;最后,将跨度信息增强后的矩阵进行跨度分类以识别命名实体。实验表明:与传统的跨度方法相比该方法能够有效增强跨度之间的语义依赖特征,从而提升命名实体识别的召回率;该方法在ACE2005英文数据集上比传统的方法召回率提高了0.42%,并且取得了最高的F1值。  
      关键词:命名实体识别;跨度语义增强;多维循环神经网络;ALBERT预训练语言模型   
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      更新时间:2025-07-09
    • 赵晓丹, 张国梅, 尹佳文, 李国兵
      2022(7): 136-144.
      摘要:针对利用直接定位(DPD)方法对全球导航卫星系统(GNSS)终端面临的干扰源进行定位时,在线计算复杂度高的问题,提出了一种利用神经网络逐级缩小定位区域的低复杂度多级干扰源直接定位方法。该方法首先使用多级全连接神经网络(FNN)逐级缩小干扰源所在的区域范围,每一级处理将目标区域均分为两个子区域,并利用预训练的以接收信号功率作为输入特征的神经网络选出干扰源所在的子区域,从而大幅缩小干扰源所在的目标区域;然后在锁定的最终子区域内划分网格并使用DPD方法对干扰源进行精细定位。由于逐级二分处理已将干扰源可能存在的区域大幅缩小,因此有效降低了DPD方法的网格搜索集合大小。仿真结果表明:在较高干噪比条件下(对于压制式干扰通常大于20 dB),所提方法能获得与DPD方法接近的定位性能,而在线计算复杂度相比于DPD方法可降低大约2M倍(M为神经网络级数),定位误差相比于传统基于到达时间差(TDOA)的Chan氏定位方法可降低90%以上。  
      关键词:全球导航卫星系统;干扰源定位;直接定位;神经网络   
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      更新时间:2025-07-09
    • 组合型类蜂窝夹芯结构设计及面内力学性能研究

      李响, 段宇, 宋小俊, 王艳苗, 秦红玲, 曹祥斌
      2022(7): 168-176.
      摘要:为提高蜂窝夹芯结构共面方向的承载性能,从仿生序构角度,提出一种组合型类蜂窝夹芯结构,并对其面内力学性能进行研究。首先,从深海鱼的骨骼结构中仿生设计出一种功能基元,并将该基元4个一组在空间组合成一个基本单元,再将此单元在水平和垂直方向上阵列得到一种四边形里嵌套八边形的组合型类蜂窝夹芯结构;然后,根据胞元理论将该结构进行简化,采用经典梁弯曲理论与胡克定律推导出其面内等效力学参数公式;采用压缩实验和数值模拟进行力学参数的对比验证,得到该结构面内等效弹性模量的实验值、仿真值与理论值之间的误差分别为13.68%和10.60%,验证了组合型类蜂窝夹芯结构面内等效力学参数的准确性。在相同等效密度下,将所设计的组合型类蜂窝夹芯结构和该课题组以前提出的“超轻多孔”类蜂窝夹芯结构进行等效力学性能对比实验,结果表明:所设计的组合型类蜂窝夹芯结构的面内等效弹性模量是类蜂窝夹芯结构的20倍左右,其刚度有显著提升,该研究成果为新型蜂窝结构创新设计提供了思路。  
      关键词:夹芯结构;组合型类蜂窝;面内力学性能;等效力学参数;压缩实验   
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      更新时间:2025-07-09
    • 利用复变格林函数法的Eshelby夹杂外场的一般显式解析解

      李瑞, 唐智亿, 苏飞, 范文, 马利锋
      2022(7): 184-196.
      摘要:针对目前仍然没有文献给出椭圆异性夹杂外场的完全显式解析表达的情况,通过重新研究二维Eshelby椭圆异性夹杂问题,得到了具有均匀特征应变分布的Eshelby椭圆异性夹杂在远场载荷作用下内外场的一般显式解析解。此外,重新研究了经典的Inglis椭圆孔问题,得到了其在直角坐标系下的显式解析解。首先利用等效特征应变原理求解了具有均匀特征应变分布和远场载荷作用的椭圆异性夹杂内的应力分布,然后在平面弹性力学框架下,利用复变格林函数法描述了Eshelby椭圆异性夹杂模型,给出了远场载荷下具有均匀特征应变分布的Eshelby椭圆异性夹杂外部场的一般显式解析解,最后探讨了它在液体夹杂问题中的应用,结果表明:内部压力和远场载荷均会导致基体长轴两端端点附近应力高度集中;液体夹杂的存在会减小系统的剪切模量。本文得到的Eshelby椭圆异性夹杂问题的一般解析解更简便,而且其在液体夹杂问题中的研究结果能够解释土体液化的微观机理及液体夹杂对土体滑坡的影响。相比较曲线坐标系下的Inglis解,本文得到的直角坐标系下的Inglis解是一种通用形式,更简洁。  
      关键词:一般显示解析解;Eshelby椭圆异性夹杂;液体夹杂;复变格林函数法;等效特征应变原理   
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      更新时间:2025-07-09

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    • 卫星姿态控制的变结构滑模控制方法

      李由, 史梦芯
      2022, 56(7): 56-66. DOI: 10.7652/xjtuxb202207007
      摘要:针对卫星姿态控制问题中经典滑模控制器存在的收敛速率方面的缺陷,提出了一种变结构滑模控制方法。在保持经典滑模控制器结构简单、鲁棒性强的优势前提下,通过对滑模参数进行设计来提高系统的收敛速率,并大幅度减小控制系统的控制力矩与姿态角速度。引入变结构动态滑模参数的概念,在系统尚未到达滑模面时维持经典滑模面结构,而在到达之后开始对滑模参数进行实时更新、放大; 引入角速度与控制力矩约束,给出控制参数与系统性能指标之间的约束关系,防止系统状态超过其上界。通过Lyapunov稳定性理论及数值仿真对提出方法进行验证,实验结果表明:在合理设置实验参数条件下,所提的变结构滑模控制方法对比经典滑模控制方法收敛速率提高50%,系统的控制力矩和角速度全程不超过其上界。所提的变结构滑模控制方法不仅提高了系统的收敛速度,而且系统状态全程不超上界,这对系统控制和系统寿命有极大的益处。  
      关键词:卫星姿态控制;变结构滑模;控制力矩约束;角速度约束   
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      更新时间:2025-07-09
    • 结构简单无位移死区的比例流量阀原理与模型

      赵俊奇, 汪成文, 赵二辉, 赵赞魁, 杜伟
      2022, 56(7): 67-75. DOI: 10.7652/xjtuxb202207008
      摘要:针对具有内部机械反馈的比例阀结构复杂、可靠性较低等问题,提出一种采用流量-位移反馈机制的三位四通比例流量阀原理与模型。给比例电磁铁施加电信号使先导阀芯产生运动,进而改变先导流量,使主阀芯两端压力失衡,主阀芯在压差作用下产生位移,而主阀位移又使主阀两端压力重新平衡,形成流量-位移反馈机制; 以三位四通阀作为主阀使比例流量阀可以控制负载运动速度与方向; 基于流量-位移反馈机制建立了三位四通比例流量阀的状态空间模型,推导出主阀芯位移与先导阀芯位移的近似函数关系。通过分析比例流量阀模型控制腔压力调节的范围,发现控制腔压力的下限值由零位时可变液阻等效面积与固定液阻直径决定,当阀芯离开零位时控制腔压力升高,其上限值为油源压力值。采用AMEsim仿真软件对所提出的三位四通比例流量阀模型进行仿真实验分析,分析结果表明:该比例流量阀结构简单、可靠性高,主阀芯位移与先导阀芯位移在零位附近为线性关系,且主阀阀芯位移在最大行程内没有死区; 当控制腔压力为油源压力的0.3倍时,主阀阀芯位移在阶跃信号下响应时间为0.01 s,在同等条件下与传统比例阀相比提高了50%。  
      关键词:比例流量阀;流量-位移反馈;状态空间模型;AMEsim仿真软件;阶跃信号   
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      更新时间:2025-07-09
    • 高进口预旋条件下迷宫密封转子动力特性实验研究

      方志, 李志刚, 王天昊, 薛文松, 李军
      2022, 56(7): 86-95. DOI: 10.7652/xjtuxb202207010
      摘要:为获得高进口预旋条件下迷宫密封转子动力特性,阐明其气流激振失稳机制,本文基于西安交通大学动密封转子动力特性实验台,实验研究了高进口预旋条件下(预旋比μ0>0.8),压比以及转速对迷宫密封转子动力特性影响规律。实验测量了2种压比(π=3.0,4.0)、3种转速(n=3 000,6 000,12 000 r/min)下迷宫密封频率相关的转子动力特性系数。研究发现:高预旋条件下,迷宫密封交叉刚度始终为较大的正值,导致有效阻尼始终为负值,不利于转子系统稳定,容易诱发转子失稳; 压比对迷宫密封转子动力特性影响显著,随压比增加,迷宫密封直接刚度幅值显著增大,交叉刚度始终为正值且幅值显著增大,有效阻尼明显降低; 转速对迷宫密封转子动力特性影响较小,直接刚度、直接阻尼对转速变化不敏感,基本保持不变,交叉刚度随转速增加略微增加,进而导致有效阻尼略微减小。  
      关键词:迷宫密封;转子动力特性;高进口预旋;压比;转速   
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      更新时间:2025-07-09
    • 316L钢在超临界水拟临界区内的腐蚀行为特性研究

      刘云帆, 雷贤良, 邓越文, 苟灵通, 李会雄
      2022, 56(7): 96-107. DOI: 10.7652/xjtuxb202207011
      摘要:为研究金属材料在超临界流体拟临界区内的腐蚀行为,解释拟临界区内腐蚀加剧现象的形成机理,采用超临界流体反应釜腐蚀实验平台,对316L奥氏体不锈钢在375.6 ℃、22.5 MPa,405.6 ℃、22.5 MPa以及405.6 ℃、28.6 MPa 3种超临界水工况下进行200 h的静态腐蚀实验,并通过电子天平称量、扫描电子显微镜分析、X射线能量色散光谱仪分析和X射线衍射分析等方法对试样的腐蚀情况进行了分析。结果表明:316L不锈钢在拟临界区(375.6 ℃、22.5 MPa)腐蚀加剧,腐蚀速率最高,腐蚀产物最为复杂; 在拟临界区的腐蚀产物为两层,外层为Fe3O4、Fe2O3,内层为FeCr2O4,而在超临界压力高参数区(405.6 ℃、28.6 MPa)只形成一层Fe3O4,内层产物膜尚未形成。通过对腐蚀机理分析发现,由于超临界水在拟临界区的物性剧烈变化,动力学作用增强,加速了氧等腐蚀性介质向材料基体的迁移,加剧了腐蚀产物脱落及游离,故而产生了材料在拟临界区腐蚀加剧的现象。该研究可为超临界流体环境下改善材料抗腐蚀性能、保障我国超临界系统的安全运行提供参考。  
      关键词:超临界水;拟临界区;腐蚀行为;腐蚀机理   
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      更新时间:2025-07-09
    • 液氧管路燃气射流冷凝压力脉动传播特性研究

      李翠, 武定航, 杜飞平, 李晨烁, 厉彦忠
      2022, 56(7): 127-135. DOI: 10.7652/xjtuxb202207014
      摘要:针对液氧/煤油补燃循环发动机液氧管路中,因发动机不稳定燃烧、系统结构振动、阀门启闭等原因产生压力脉动,从而影响推进剂流动及相间传热传质的问题,基于欧拉两流体模型构建了低温两相流动冷凝压力脉动传播数值模型,运用计算流体动力学(CFD)模拟研究了压力脉冲传播下气氧-液氧大温差掺混冷凝的两相流场瞬态分布特性及其松弛特性,分析了压力脉冲极性、幅值和持续时间对流场松弛时间、脉动传播速度和衰减率等传播特性的影响规律。模型预测结果与前人实验数据呈现良好的一致性。计算结果表明:相比于稳定冷凝状态,幅值为100 kPa、持续时间为0.1 s的正压力脉冲使气相冷凝长度缩短9.3%,相同参数的负压力脉冲则使其相对延长7%。正脉冲幅值的增加使得其平均传播波速增大、衰减率减小,负压力脉冲则相反; 波速和衰减率与脉冲持续时间呈负相关性,随脉冲持续时间由0.01 s增长至1 s,正、负压力脉冲平均波速减小约65%,平均衰减率分别减小约51%和90%; 松弛时间随脉冲幅值、持续时间的增加均增加,对脉冲极性的依赖性很小。该计算结果可为液氧/煤油补燃循环发动机推进系统动特性分析提供有效依据,为提升低温液体火箭安全性和稳定性提供一定的参考。  
      关键词:低温液体火箭;两相流动冷凝;压力脉动;传播特性;计算流体动力学模拟   
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      更新时间:2025-07-09
    • 考虑热力学效应的涡轮氧泵口环间隙泄漏特性研究

      郑旭, 卜学兵, 孙中国, 席光
      2022, 56(7): 145-155. DOI: 10.7652/xjtuxb202207016
      摘要:为精确分析口环间隙泄漏特性及泄漏流动对液氧泵内流场的影响,本文基于SST k-ω湍流模型与High Resolution算法,对某涡轮氧泵进行了全尺寸整场数值模拟,研究了不同流量工况下热力学效应对液氧泵外特性、口环间隙泄漏量及空化特性的影响。研究结果表明,在额定工况点附近,Б.B.奥夫相尼科夫公式预测口环间隙泄漏特性相对准确,偏流量工况下各经验公式预测精度下降; 等体积流量下,工质为液氧时泵效率较常温水介质高4%,口环间隙泄漏量大于水介质下,且泄漏量差值与流量相关; 等温条件下,介质温度对口环间隙泄漏量影响较小,额定工况下高温液氧泄漏损失较大; 考虑热力学效应后,泵腔口环间隙内的温升随流量减小而增大,120%~40%工况下温升约为1~3 K。液氧泵扬程与效率较等温条件结果略有升高,口环间隙进出口涡量增大、泄漏量明显减小,泄漏量减小数值与流量成反比,最大减小量为3%,同时口环间隙内空化加剧。  
      关键词:涡轮氧泵;口环间隙;热力学效应   
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      更新时间:2025-07-09
    • 刘阳, 刘小民, 陈宗华, 席光
      2022, 56(7): 156-167. DOI: 10.7652/xjtuxb202207017
      摘要:为提升空调器整机性能,揭示多翼离心风机各动静部件之间的协同匹配优化效果及整机状态下的流动特性,以风量作为主要参数,引入系数ε表征单风机性能变化对风机盘管整机性能变化的响应度。采用分组优化设计的方法研究了叶轮、蜗壳型线、蜗舌和集流器对单风机以及风机盘管整机气动性能的影响。研究结果表明:基于贝塞尔曲线的吸力面仿鱼形叶片设计对风机盘管整机性能的响应度最高,有效抑制了叶片吸力面上的流动分离,降低了气流对叶片前缘的冲击作用; 偏流蜗壳型线和浅舌设计能够显著降低蜗壳内的流动损失,但是抗静压能力不足导致整机性能的响应度不高; 外凸集流器设计有效改善了叶轮前盘与集流器间隙处的逆压梯度,虽然能够提升单风机性能,但是破坏了风机盘管整机的进气状态,气动性能响应度为负值。与原型机相比,采用分组优化设计之后的单风机风量提升了18%,效率提升了2.8%; 风机盘管整机风量提升了11.2%,效率提升了0.83%。  
      关键词:风机盘管;多翼离心风机;叶片;蜗壳;集流器   
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      更新时间:2025-07-09
    • 库伦摩擦对波箔气体轴承特性的影响

      赵琪, 任雄豪, 侯予, 陈双涛, 赖天伟
      2022, 56(7): 177-183. DOI: 10.7652/xjtuxb202207019
      摘要:为了深入了解库伦摩擦对波箔气体轴承特性的影响,考虑了波箔片与平箔片间摩擦力以及波箔片与轴承座间摩擦力,通过有限元梁单元模型计算波箔轴承单个波拱的位移,采用能量耗散的方法对波箔轴承的刚度和阻尼特性进行了评价,分析了载荷基准值和载荷波动幅值以及摩擦因数对库伦阻尼耗散能量以及箔片刚度特性的影响规律。研究结果表明:随着载荷基准值和载荷波动幅值增大,库伦阻尼耗散能量明显增加,有助于提高轴承运行的稳定性; 载荷波动幅值增大,波箔轴承刚度先迅速减小然后逐渐趋于稳定; 载荷基准值变化对波箔刚度影响较小,波箔刚度基本不发生变化。载荷由最大值逐渐减小时,波箔拱顶部摩擦力刚开始时仍为滑动摩擦力。进入滞止阶段后,滑动摩擦力逐渐转变为静摩擦力且摩擦力方向逐渐由同向变为反向。箔片轴承设计过程中,应以支撑刚度或阻尼耗散为目标,选择最优的摩擦因数。  
      关键词:气体轴承;波箔;库伦阻尼;库伦摩擦   
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      更新时间:2025-07-09
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