一、一种微型燃气轮机核心机工程设计及分析（论文文献综述）
江华栋[1]（2021）在《微型涡轮发动机总体设计及全通流数值模拟研究》文中认为近年来随着计算机计算能力的不断提高,使用更复杂的计算方法对涉及多物理场耦合作用的航空发动机三维全通流数值模拟计算成为可能。全通流数值模拟方法具有单部件仿真中的高精度以及专一化优势,同时也考虑了发动机在达到流量平衡、负载平衡以及压力平衡情况下的真实工作点各部件之间的相互作用,在此方面具有单部件仿真所不具备的能力,可对航空发动机的整机流场及性能进行快速分析,对提高发动机效率、减少流动损失和试验成本具有重要意义。本文将负载平衡程序耦合到成熟的商业软件,对某型成熟的微型涡喷发动机进行了全通流数值模拟,具体工作如下:1)采用模块化设计方法,设计了一种可满足微型燃气轮机发电系统以及微型涡喷发动机不同微型涡轮动力系统使用需求的通用模块,不同于传统微型涡轮动力系统针对单一类型使用需求设计的模式。从最初设计阶段开始便考虑各个模块间的通用性与鲁棒性,单独分析了其设计点性能对不同种动力系统整机性能的影响。基于通用模块部件性能,通过自编程计算验证通用模块在各种动力系统需用工况下的稳态工作特性。2)基于部件设计结果,进行微型涡喷发动机结构设计,主要介绍了微型涡喷发动机整机结构设计过程与尾喷管设计过程,根据微型涡喷发动机原理样机结构特点,确定了发动机部件间连接方式与轴系结构,确定发动机油路结构与润滑方式,以满足微型涡喷发动机工作特性,并对所设计发动机进行了加工。3)受到火焰筒内部的湍流燃烧以及冷却空气掺混过程影响,燃烧室出口流场（即涡轮入口流场）具有温度非均匀分布的热斑特征。本文将针对这一现象,分别对环形回流燃烧室-微型向心涡轮与环形直流燃烧室-轴流涡轮两种组合采用数值模拟方法对火焰筒内燃烧流场以及非均匀进口条件下的涡轮内部流场进行研究。4)基于某成熟的商业软件对KJ66微型涡喷发动机进行全通流数值模拟研究,采用雷诺平均方法计算整机定常流场,将负载平衡方法耦合到全通流计算中,从而得到整机真实共同工作点的流场情况,并将全通流数值模拟得到的部将流场与相同条件下单部件仿真得到的流场结果进行对比,分析二者的差异。
赵玮杰[2]（2021）在《航改型燃气轮机低污染燃烧技术研究》文中提出燃气轮机是重要的能源动力装备,其应用涉及国计民生的各个方面,是我国目前急需突破的被“卡脖子”的技术之一。污染排放问题是制约我国燃气轮机产业发展的重要问题,排放不达标将不能进入商业市场,燃气轮机技术无法在激烈的市场环境中积累运行数据从而实现技术的迭代升级。突破燃气轮机的低污染燃烧技术,将有助于提高我国燃气轮机的竞争力,促进燃气轮机产业良性发展。本文在文献和案例研究的基础上,围绕燃气轮机低污染燃烧室中的关键部件单元预混喷嘴,开展实验和数值研究,聚焦于燃料空间分布对预混喷嘴工作性能影响的研究。在燃气轮机低污染燃烧室的设计实践中,归纳总结出以单元预混喷嘴为基础的低污染燃烧室设计方法,并探讨了该方法在不同类型的低污染燃烧室中的应用。对国外成熟低污染燃烧室的研究发现,1)贫预混燃烧技术是低污染燃烧室的主流技术;2)单元预混喷嘴在低污染燃烧室中起主导作用,相同的单元喷嘴可以用在不同的燃烧室中;3)低污染燃烧室设计的难点在于实现宽功率范围内的低污染排放,需要从燃气轮机全局考虑才能解决燃气轮机低污染燃烧问题。我国燃气轮机技术基础薄弱,低污染燃烧技术处于研发阶段,结合国外成熟经验,建议我国燃气轮机低污染燃烧技术采用以空气分级方案为主、燃料分级为辅的技术发展路线。在单元预混喷嘴研究的基础上,设计了不同燃料喷注方式的预混喷嘴,在空气温度300℃和500℃,空气流速在20～60 m/s条件下进行了燃烧实验研究,获得了火焰结构、污染排放、燃烧振荡、熄火回火边界等性能数据。实验表明,以燃料与空气均匀掺混为优化目标不能获得工作性能最佳的预混喷嘴,应以燃料空间分布为调控手段,以综合工作性能为优化目标才能设计出满意的预混喷嘴。针对实验中发现的现象,以FGM方法模拟分析了预混喷嘴的燃烧工作过程,获得了预混喷嘴燃料掺混过程、燃烧过程等详细的流场信息,加深了对预混燃烧机理的认识,同时也解释了实验中的现象。对于燃烧污染物的模拟构建了不依赖经验的化学反应网络模型,获得了与实验较为一致的结果。以某型燃气轮机多喷嘴低污染燃烧室的设计实践和实验研究,分析了燃料分级控制的策略设计及其局限性,实验研究了燃料分级对燃烧室整体污染排放的影响,预混燃烧中火焰筒壁温分布的变化规律,以及值班燃料对喷嘴本体起到的冷却作用等关键问题。在上述研究的基础上,提炼总结了低污染燃烧室设计的流程和方法,以及不同类型燃烧室设计中应注意的问题。提出了以单元预混喷嘴工作性能为基础,结合燃气轮机燃烧室具体特点,采用组合或缩放方法设计适应不同型号燃气轮机的低污染燃烧室的设计方法,并通过案例设计和试验研究,初步验证了该方法的可行性。本文中的设计案例包括分管型、环形和筒型低污染燃烧室,其中部分燃烧室完成了方案设计、样机研制和试验验证的一次技术迭代。在不同类型的低污染燃烧室的设计实践中积累的经验和教训,又不断促进着低污染燃烧室设计方法的完善。本文在低污染燃烧室设计中的探索或能为国产燃气轮机低污染燃烧室研发提供了参考。
周桥[3]（2020）在《微小型回热循环燃气轮机性能仿真及控制规律优化研究》文中进行了进一步梳理微小型燃气轮机具有功率密度高、排放低、启动快、维修简单的优势,可广泛应用于分布式供能、特种电源和战车动力,是一种很有前景的高技术集成型热-功转化装备。微小型燃气轮机存在效率偏低和变工况性能衰减的技术瓶颈,而回热循环是提高微小型燃气轮机全工况热效率的有效方式。本文以广泛应用的两种典型回热循环燃气轮机,即单轴燃气轮机和动力涡轮导叶可调式三轴燃气轮机为研究对象,首先开展回热循环燃气轮机仿真模型研究,改善模型的收敛性与实时性;随后,开展回热器精细化建模,提高回热器仿真模型精度与维度;在此基础上,分别开展单轴与三轴回热循环燃气轮机性能仿真研究,获得最优控制规律与最优控制策略;最后,进行回热循环燃气轮机总体特性研究,分析控制参数调节速度与回热器热惯性对回热循环燃气轮机非稳态响应的影响,并提出快速实现非稳态控制的调控策略。本文的主要研究内容与结论如下:（1）采用部件法建立基于MATLAB/m语言的回热循环燃气轮机仿真程序,解决回热循环燃气轮机,特别是结构复杂的动力涡轮导叶可调式三轴回热循环燃气轮机仿真模型收敛性难题,结果表明非稳态性能仿真的实时性显着改善。（2）采用基于换热微元的回热器换热仿真方法,推导获得适用于逆流、顺流与叉流式回热器的改进换热仿真模型。该模型可有效提高回热器剧烈运行工况的仿真精度,并可获得回热器温度沿流向的分布,从而提高模型仿真维度。该模型还具备模拟回热器内部泄漏与纵向换热效应的潜力。（3）开展单轴回热循环燃气轮机整机性能研究。对恒转速与变转速两种控制模式进行对比,获得了最优变转速控制规律,证明保持涡轮出口温度为设计值是显着改善燃气轮机全工况性能的最优控制策略。进一步研究发现,回热器性能衰退对变转速控制模式的整机性能恶化影响更为严重。（4）开展动力涡轮导叶可调式三轴回热循环燃气轮机整机性能研究。对动力涡轮转速与导叶角度调节两种控制模式进行对比,阐明了导叶角度调节与回热器耦合作用可以改善整机性能的内在机理,获得了动力涡轮转速与导叶角度的联合最优控制规律。进一步研究表明,单轴回热循环燃气轮机的最优控制策略亦适用于动力涡轮导叶可调式三轴回热循环燃气轮机。在联合最优控制规律下,当高压轴相对物理转速分别为0.95、0.90、0.85时,可获得6.37%、15.88%、47.80%的输出功率提升,以及10.84%、25.59%、64.97%的热效率提升。（5）开展回热循环燃气轮机总体特性研究,分析其非稳态响应规律。结果表明,回热循环燃气轮机非稳态响应主要由控制参数调节速率与回热器热惯性决定。在单轴回热循环燃气轮机中,回热器热惯性导致燃气轮机参数变化出现迟滞性,易造成参数超调。在动力涡轮导叶可调式三轴回热循环燃气轮机中,燃油流量与导叶角度调节对整机非稳态响应起决定作用,而动力涡轮转速调节影响相对较小。回热器热惯性使整机非稳态响应分为快速响应区与回热器滞后区。控制参数的快速调节有助于缩短整机稳定时间,并且燃油流量与导叶角度联合调节有利于快速实现三轴回热循环燃气轮机非稳态响应。
尹文壮[4]（2020）在《微型燃烧室增材设计制造与性能研究》文中研究指明微型燃气涡轮因其高功率密度、结构简单、维护成本低等特点被广泛应用到航空航天、机车、舰船、化工及地面分布式发电等领域。燃烧室作为发动机的核心部件,通常因空间尺寸有限、燃油雾化质量差等特点限制了其发展。而增材制造技术打破传统制造工艺的限制,可实现燃烧室的个性化设计与快速化成型制造,尤其是针对具有复杂内部结构的零部件显示出特有的优势。本文以50公斤推力级涡喷发动机（NK-50）回流燃烧室为研究对象,采用数值模拟和全环形燃烧室综合性能试验的研究方法,旨在通过结构上的创新及改进设计提高燃烧室的综合性能,主要有以下几方面的工作:根据NK-50涡喷发动机总体气动设计参数,基于经验/半经验公式对燃烧室基本轮廓尺寸和空气流量分配进行计算,利用三维建模软件Solid Works完成燃烧室结构的设计,考虑到金属增材制造支撑工艺的要求,将火焰筒分成两个部分:排气弯管与涡轮导叶集成设计部分、蒸发管与火焰筒一体化设计部分,显着减少了火焰筒零部件数量、装配难度和加工成本。在燃烧室整体结构初步设计阶段,考虑到增材制造工艺的“自由性”,提出“V”形蒸发管头部进气方式的燃烧室设计和“L”形蒸发管中部进气方式的燃烧室设计概念,并对两版燃烧室进行数值模拟,分别从燃烧室流场、温度场、燃烧室出口温度分布、燃烧效率等方面对两版燃烧室进行性能对比与分析,为燃烧室结构改进设计提供参考依据。在中部进气“L”形蒸发管的基础上,提出扁口蒸发管出口的设计概念,并对火焰筒头部圆顶半径尺寸及进气孔的布置方案改进设计。分析显示扁口蒸发管有利于在火焰筒头部形成周向连续的回流区;增大头部圆顶半径可以有效的增加回流区尺寸,有利于火焰的稳定;合理分配内外环空气流量和合理布置进气孔的设计方案有利于形成均匀的油气分布,提高燃烧室性能。
夏天乾[5]（2019）在《可变桨距微型涡桨发动机控制系统设计与试验研究》文中进行了进一步梳理微型燃气涡轮发动机作为一种特殊的航空发动机,已经广泛应用于无人机、巡航导弹以及航模领域。具有燃油量和可调桨距角输入的微型涡桨发动机试验系统是航空发动机建模、多变量控制和先进控制规律的理想研究平台。传统大型发动机的变桨距机构较为复杂,对于微型涡桨发动机来说成本高且安装空间有限,因而市面所售的微型涡桨发动机都是定桨距的。本文建立了可变桨距微型涡桨发动机试验平台,并在该试验平台上开展了控制器设计、建模与控制规律研究。论文基于德国SPT10微型涡桨发动机搭建了带可变桨距机构的试验平台,设计的变桨距机构实现了桨距角的自由调节。在分析原装控制器的基础上自主研制了电子控制器,并开展了台架试车,成功实现了微型涡桨发动机的可靠起动,并进一步在慢车以上状态实现了基本的燃油和桨距角双变量控制,其中,燃油采用开环供给,用来控制发动机功率水平,桨距角作为闭环控制量控制螺旋桨转速保持恒定,台架试验结果表明,该控制系统在燃油输入改变时可以保持螺旋桨转速恒定,误差不超过1.37%,控制精度高。为了降低在变桨距微型涡桨发动机试验平台上直接开展先进控制规律的研究风险,本文设计了硬件在环仿真系统,并阐述了关键部件接口模拟器的软硬件设计方法。为了提高硬件在环仿真系统的仿真置信度,本文提出了改进的动态系数法并建立了基于开环台架试车数据的变桨距微型涡桨发动机数学模型。在核心机转速模型的基础上,提出将发动机输出功率设计成螺旋桨转速与核心机转速为自变量的函数,然后通过转子动力学方法迭代求解获取螺旋桨转速模型的方法。结果表明,所建模型与试车数据的误差不超过8%,并且具有良好的实时性。本文提出了一种涡桨发动机变转速控制的设计思路。首先分析涡桨发动机稳态特性图中各个工作点耗油率、功率和发动机转速之间的关系,在稳态特性图中规划出工作线作为发动机推力管理系统（ETMS）的设计依据。然后采用参考模型滑模多变量控制算法设计控制律来控制发动机转速跟随ETMS给出的转速指令。论文还研究了最小耗油率工作线的寻优,并与ETMS设计方法和参考模型滑模多变量控制算法结合设计了变转速控制系统,将其应用到微型涡桨发动机模型上,试验结果表明该方法与通常采用的恒转速控制系统相比,可以使平均耗油率下降2.37%,同时该方法可以使飞行员只需通过一个手杆来操纵涡桨飞机,可以大大减轻飞行员的操作负担。
余跃[6]（2019）在《基于燃气轮机的冷热电联供系统控制技术研究》文中认为分布式供能系统具有节能、环保、高可靠性、高稳定性等优点,能有效缓解世界能源危机和减少环境污染。基于燃气轮机的冷热电联供系统是一种采取能源梯级利用策略的分布式供能系统,可同时提供电功率、空调冷冻水和生活热水。本文研究基于燃气轮机的冷热电联供系统的控制技术,主要涉及构建方案、综合建模、系统控制和硬件在环试验4部分内容。（1）提出基于燃气轮机的冷热电联供系统的构建方案。该方案采用某兆瓦级燃气轮机带动高速永磁同步发电机来发电,通过双效溴化锂吸收式制冷机吸收燃气轮机尾气热量来生产空调冷冻水,利用管壳式换热器吸收剩余尾气热量来提供生活热水。在分析各单元功率匹配的基础上,制定双效溴化锂吸收式制冷机的工程设计方案。（2）建立基于燃气轮机的冷热电联供系统的综合模型。建立燃气轮机的部件级子模型,并在此基础上分别建立发电机组子模型、双效溴化锂吸收式制冷机子模型和管壳式换热器子模型,最后将各子模型集成为冷热电联供系统综合模型。（3）设计冷热电联供系统的控制器。该控制器由Atom-RIO单元和信号调理驱动单元组成,其功能包括燃气轮机转速控制、冷冻水出口温度控制、生活热水出口温度控制、燃气轮机起动控制和停车控制。在“以电定冷热”运行模式中,采取3组带前馈补偿的PI算法以保证燃机转速的稳定、实现冷冻水出口温度控制和维持生活热水出口温度不变。（4）开展基于燃气轮机的冷热电联供控制系统的硬件在环仿真试验。硬件在环仿真试验包括四部分:验证对燃气轮机起动控制和停车控制的功能,验证燃气轮机转速控制算法的有效性,验证冷冻水出口温度控制算法的有效性,验证生活热水出口温度的有效性。试验表明,燃气轮机能正常起动和停车,卸载时燃气轮机转速超调量不超过0.5%,溴冷机的冷冻水出口温度实现无差控制,生活热水出口温度超调小、无稳态误差,验证了控制器的控制能力。
洪树立[7]（2018）在《微小型高效Brayton循环中的离心压气机技术研究》文中指出微型离心压气机作为Brayton循环微小型热功转换系统的关键部件,其效率和稳定工作范围直接关系到整个系统的运行性能。由于离心压气机内部流动复杂,尤其是叶尖区域的流动结构往往伴随着强烈的非定常效应,会降低压气机的性能。通过研究微型离心压气机内流并采用非定常流动控制技术改善压气机叶尖的流动和采用新介质的方法都可以在一定程度上提高整体性能。本文采用数值模拟结合理论分析的手段,针对基于Brayton循环微小型热功转换系统的离心压气机进行了研究,主要有以下几个方面的工作:1、引入了DMD动力模态分解法对复杂内流进行了研究,将其运用于二维叶栅及三维压气机内流的分析,表明DMD方法在处理复杂流动问题时具有全局、高效的优势,能够迅速捕获各处的拟序结构和与之对应的频率信息,并且捕获流场的主导拟序流动,可以将处理多个瞬间流场的研究转移到仅对少量模态的研究。通过非定常研究表明不同转速下微型离心压气机叶尖动态流场结构的主导频率大概为叶片通过频率的一半,并且这一比例基本上不随着转速发生改变,通过DMD方法对主导频率为叶片通过频率一半的原因进行了解释,这一规律与主导拟序结构的切向运动速度和前缘叶尖主流速度之间具有关联。2、为获得压气机叶尖动态结构的主导频率,使得非定常流动控制技术能够有效地应用于压气机上,通过在机匣外侧引入虚拟镜像涡的办法,建立了一种无需依赖于CFD计算或实验结果就能获得主导频率的泄漏涡频率预测模型。根据泄漏涡的不稳定原理,通过在机匣外侧引入泄漏涡虚拟镜像涡的方法,应用翼尖涡对的不稳定理论,推导了决定涡频率的最大不稳定扰动波长与涡半径以及涡对距离之间的关系,建立了可以预测泄漏涡频率的模型,并将模型同计算和国内外典型压气机实验结构进行了有效性验证。3、本文建立在非定常流动控制的机理上,提出了一种适用于微小型离心压气机的被动式非定常流动控制方法,能够利用非定常控制“四两拨千斤”的机理,削弱压气机叶尖的主导拟序结构,从而提高压气机的稳定工作裕度。在对比研究激励位置与激励强度对控制效果的影响规律之后,表明有效的激励仅用少量的激励流量（主流流量的0.12%）就可以明显削弱泄漏涡造成的波动,在几乎不影响压气机效率的同时大幅度提高稳定性裕度（提高19.3%）。4、SCO2压气机是提高以SCO2为介质的Brayton循环效率的关键部件,是实现整机效率高于50%的关键因素,为分析SCO2压气机的内流特征,基于课题组前期开展的典型微型离心压气机进行了研究。通过对比介质为SCO2和空气时的流场结构,基本掌握了SCO2压气机与空气压气机具体流场结构的差异及原因,为开展专门用于SCO2压气机的设计和研究提供了基础。
刘晓鹤[8]（2018）在《从主述位理论分析汉英翻译主语选择策略的实践报告》文中研究指明本报告基于自身所译的中科院热物理所年报的汉英翻译实践,从韩礼德功能语言学中主述位理论的视角,采用对比分析和案例分析的方法,对汉英翻译过程中主语的选择问题进行了分析。报告中翻译材料的文本属于科技类文本,该年报共包含10部分,合计29,945字,主要介绍了研究所在2012年全年所取得的一系列科研学术成果。年报在词汇表达、语法结构、行文风格等方面都有其独特的特点,为本翻译报告的研究与分析提供了很好的文本案例。翻译过程中主语转换问题至关重要。恰当的主语转换不仅可使译文忠实于原文,而且逻辑清晰、信息流畅,最终实现原文与译文在深层次上的等值。本文作者基于自身的翻译实践发现,韩礼德的主述位理论能够为译者在此方面提供有益的指导。具体表现在以下两个方面:首先,汉英翻译中主语的选择不仅要在形式上作为句子的起点,更要在内容上发挥着信息起点的作用;其次,对任何一个句子而言,主语的选择不仅影响着句子的内部组织架构,更统筹这语句间信息流的连贯与推进。本报告旨在通过对具体案例译文的对比分析,探讨主述位理论在汉英翻译实践中的具体应用。分析结果表明,中英翻译难以实现深层等值的原因之一在于译者常常把汉语句子中的话题、评述结构与英语中的主语、主谓结构等同起来,却未考虑各自的表达习惯及文章的语篇意义。为此,报告在遵从韩礼德主述位理论的指导下提出如下翻译策略:（1）若中文的话题评述结构与英文的主谓结构重合,译者可遵从原文主述结构,将中文的话题主语用作英文句子的主谓主语;（2）若中文的话题评述结构有别于英文的主谓结构,译者则需查明造成差异的原因,并在尊重目的语表达习惯的前提下根据原因采取相应的翻译策略。
龚昊[9]（2016）在《间冷回热涡扇发动机循环参数优化及间冷回热器设计方法研究》文中研究指明随着低油耗、低排放、低噪声成为民用航空发动机技术创新的重要驱动力,在对现有常规构型航空发动机的持续技术改进之外,发展以间冷回热涡扇发动机为代表的新概念节能环保航空发动机越来越受到重视。间冷回热涡扇发动机与常规循环涡扇发动机相比,由于引入了间冷器和回热器,发动机热力循环参数的匹配关系更为复杂。而间冷器和回热器设计的优劣很大程度上决定了该新概念发动机能否获得性能的改善。因此,发动机参数的优化匹配和间冷回热器的设计是间冷回热涡扇发动机技术研究中亟待解决的关键问题。本文针对这两个关键问题,从三个层面展开研究:首先是模型和方法层面,包括间冷回热涡扇发动机的热力循环分析和计算方法研究,以及航空发动机用间冷回热器的优化设计方法研究;其次是工具和手段层面,包括发展适用于发动机总体设计阶段使用的间冷回热涡扇发动机性能计算分析程序和多种构型间冷回热器优化设计计算程序;最后是计算和分析层面,在前面研究工作的基础上,进行间冷回热涡扇发动机参数优化匹配和间冷回热器性能参数选择研究,并对间冷回热涡扇发动机的特性进行分析。在模型和方法层面,本文具体开展了以下研究工作:（1）通过发动机热力循环分析,明确了间冷回热循环技术改善发动机性能的本质,即间冷过程和回热过程改善了发动机部件的工作环境和发动机热力循环过程,在降低高压压气机压缩耗功的同时,减少了发动机排气余热导致的能量损失。然后根据航空发动机在结构、能量利用方式和使用环境等方面的特点,分析了如何在涡扇发动机上实现间冷回热循环,明确了间冷回热涡扇发动机的结构特点,特别是间冷回热器在发动机上的布局和换热方式。（2）对间冷回热涡扇发动机相关计算模型和方法进行了研究,包括发动机整机和部件的气动热力学模型,发动机NOX排放预估方法,发动机尺寸和重量估算方法,以及飞机推力需求计算和飞机航程计算等飞机相关计算方法,并提出了间冷回热涡扇发动机概念设计的流程。（3）以间冷回热涡扇发动机用间冷回热器为研究对象,针对航空发动机用间冷回热器的设计要求,提出了间冷回热器设计与优化的新方法,即将间冷回热器芯体计算方法与差分进化算法结合,进行间冷回热器设计问题的求解和间冷回热器的优化。在间冷回热器芯体计算方法方面,研究了间冷回热器芯体的热计算和流阻计算方法,以及不同构型间冷回热器的表面特性实验关联式;在差分进化算法方面,发展了适用于求解混合整数非线性规划问题的改进差分进化算法。在工具和手段层面,本文使用C++语言开发了两套数值模拟程序:（1）根据间冷回热涡扇发动机概念设计流程及发动机初步设计阶段的需要,开发了间冷回热涡扇发动机性能计算分析程序。该程序的功能和计算精度能够满足间冷回热涡扇发动机循环参数匹配和总体性能研究的要求。（2）将换热器热计算方法、流阻计算方法与改进差分进化算法相结合,开发了航空发动机用间冷回热器优化设计程序,可进行多种构型间冷回热器的设计计算,为航空发动机用间冷回热器的优化设计提供了支持。在计算和分析层面,利用所建立的方法和开发的计算程序,进行了以下三个方面的研究:（1）以NASA N+1 AGTF作为基准发动机,对间冷回热涡扇发动机设计点热力循环参数优化匹配方法进行了研究。通过分析设计点参数（包括常规发动机热力循环参数和间冷回热涡扇发动机特有的参数）对发动机性能的影响,得到了间冷回热涡扇发动机设计点参数的匹配规律。（2）通过对不同构型的间冷器芯体和回热器芯体的性能参数分析,以及间冷器和回热器在不同推力级发动机上应用的适用性分析,选出了最适合的间冷器和回热器芯体构型及其在发动机中的布局方式。在此基础上,针对不同起飞重量和飞行任务的飞机,从发动机非安装性能的角度和飞机航线性能的角度,对间冷回热涡扇发动机间冷度和回热度的选择和最优匹配进行了分析。（3）为了评估间冷回热涡扇发动机非设计工况的性能,对间冷回热涡扇发动机的高度、速度特性和节流特性进行了计算分析,并研究了可变面积风扇外涵喷管和变几何低压涡轮对发动机特性的影响。最后,以N+1 ASAT作为背景飞机,利用上述方法进行了间冷回热涡扇发动机及其间冷回热器的概念设计,得到了发动机总体性能方案,并对比了间冷回热涡扇发动机与常规涡扇发动机的?损、推力、耗油率、尺寸、重量、排放等参数。研究表明,全包线内,间冷器和回热器都可以正常换热,间冷回热涡扇发动机的性能可以满足飞机要求。与基准常规循环涡扇发动机相比,间冷回热涡扇发动机的耗油率显着降低。但是间冷器和回热器会导致发动机重量大幅增加,一定程度上抵消了耗油率降低带来的收益。因此,发展轻质高强度的间冷器和回热器对于间冷回热涡扇发动机的工程实用是非常重要的。
罗磊[10]（2016）在《涡轮高效冷却结构设计方法及换热机理研究》文中进行了进一步梳理燃气涡轮作为航空发动机核心机重要部件之一,其性能优劣直接影响航空发动机的安全性及经济性。为了追求航空发动机高推重比及高效率,燃气涡轮入口温度逐渐攀升,迫切地需要在燃气涡轮气动及传热技术方面实现突破。本文着眼于高推重比航空发动机高温涡轮叶片的传热机理及设计方法,依靠自编程序搭建涡轮叶片冷却结构设计平台及气热耦合优化设计方法;借助数值模拟方法研究了典型涡轮叶片外壁面及端壁换热特性及典型冷却结构单元内部流动换热机理。搭建了高温涡轮叶片冷却结构设计平台,该平台能够快速实现冷却结构设计,并评估冷却结构冷却性能;依据该平台完成了高温涡轮叶片不带气膜及带气膜两套冷却结构设计,设计结果表明该平台能够满足方案设计要求,且有效的避免设计过程中的盲目性,提高设计灵活性。搭建了考虑叶型及冷却结构的气热耦合优化设计平台,提出了能够同时考虑最高温度、平均温度、高温区面积、流阻系数及气动效率的目标函数,采用该优化策略寻优到气动及传热效果均较佳的方案。对比了整级优化以及静叶、动叶单独优化,发现采用静叶、动叶单独优化较整级优化的优化效率有所提高。此外,依靠本文平台对冷却结构设计及气热耦合优化设计结果,发现采用现有结构与新一代航空发动机对冷却的需求差距较大。本文对典型涡轮叶片外壁面换热特性进行研究,数值结果表明马赫数对涡轮叶片转捩影响不大;湍流度、湍流尺度及表面粗糙度的增大使转捩提前发生,并改变吸力面的压力凸起,表明吸力面转捩由分离导致转捩转变为旁通转捩。研究了弯叶片对典型涡轮不同工况端壁流动换热影响机制,发现弯叶片影响横向二次流并在非设计工况下使吸力面旋涡贴近叶片壁面运动、降低旋涡尺度从而降低端壁换热。弯叶片也可使前缘滞止点移动至压力面附近,减小了端壁热负荷。本文通过研究层板结构扰流柱参数对换热的影响,得出了扰流柱排布改变综合换热性能的机制,并给出最佳扰流柱结构形式。在高温涡轮叶片典型层板、双层壁冷却单元添加了凹坑结构,数值结果表明,合理地添加凹坑结构能够在保证流阻系数变化不大的情况下显着增大冲击靶面换热,进而减小外壁面温度。然而,过深或者过大的凹坑将会急剧降低冲击靶面换热。本文研究了高温涡轮叶片尾缘收敛通道凹坑-扰流柱换热提升机制,数值结果表明,凹坑添加后导致收敛通道流体冲击凹坑内下游壁面,流体流出凹坑后再附并与扰流柱前缘区域旋涡发生相互作用,从而增大了当地换热。此外,凹坑横向布置于扰流柱之间能够在增大换热的同时,增大流动面积从而减小流阻。而后针对收敛通道收敛角及凹坑深度对换热特性的影响发现,在大收敛角情况下,最佳凹坑深度比小收敛角情况下的最佳凹坑深度小,文中也给出了综合换热性能最佳的凹坑参数。
二、一种微型燃气轮机核心机工程设计及分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种微型燃气轮机核心机工程设计及分析（论文提纲范文）
（1）微型涡轮发动机总体设计及全通流数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 微型涡轮发动机 |
| 1.3 微型涡轮发动机总体设计技术 |
| 1.4 涡轮非均匀进口条件对气热性能的影响 |
| 1.5 全通流数值模拟 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 微型涡轮发动机总体设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 计算假设 |
| 2.3 计算方法 |
| 2.3.1 定压比热计算方法 |
| 2.3.2 焓计算方法 |
| 2.3.3 油气比计算方法 |
| 2.3.4 部件热力计算模型 |
| 2.3.5 牛顿方法求解数学模型的约束平衡方程 |
| 2.4 微型燃气轮机发电系统总体设计及性能仿真 |
| 2.4.1 微型燃气轮机设计点性能建模和参数化研究 |
| 2.4.2 燃气轮机非设计点性能仿真 |
| 2.5 微型涡喷发动机总体设计及性能仿真 |
| 2.5.1 微型涡喷发动机设计点性能建模和参数化研究 |
| 2.5.2 微型涡喷发动机非设计点性能仿真 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 微型涡喷发动机结构设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 总体结构设计 |
| 3.2.1 总体结构简介 |
| 3.2.2 总体结构 |
| 3.3 尾喷管结构设计 |
| 3.3.1 主要特性参数 |
| 3.3.2 结构设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 非均匀进口条件对涡轮气热性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 环形回流燃烧室出口非均匀性对向心涡轮气热性能影响 |
| 4.2.1 环形回流燃烧室总体尺寸确定 |
| 4.2.2 微型环形回流燃烧室数值模拟设置 |
| 4.2.3 微型环形回流燃烧室数值模拟计算结果 |
| 4.2.4 回流燃烧室出口热斑对向心涡轮气热性能的影响 |
| 4.3 环形直流燃烧室出口非均匀性对轴流涡轮气热性能的影响 |
| 4.3.1 环形直流燃烧室数值模拟 |
| 4.3.2 燃烧室出口热斑与旋流综合作用对轴流涡轮影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 微型涡喷发动机全通流数值模拟研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 KJ66 微型涡喷发动机全部件网格划分 |
| 5.3 KJ66 微型涡喷发动机全通流计算结果 |
| 5.4 全通流计算与单部件计算对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）航改型燃气轮机低污染燃烧技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究内容与方法 |
| 1.2.1 研究内容 |
| 1.2.2 研究方法与技术路线 |
| 1.2.3 研究的可行性 |
| 1.3 国内外研究进展 |
| 1.3.1 概述 |
| 1.3.2 低污染燃烧的基本原理 |
| 1.3.3 燃料与空气掺混技术进展 |
| 1.3.4 国外燃气轮机低污染燃烧技术进展 |
| 1.3.5 国内燃气轮机产业及低污染燃烧技术现状 |
| 1.4 国内外研究总结 |
| 1.5 本文的内容组织 |
| 第2章 单元预混喷嘴的燃烧实验研究 |
| 2.1 实验概述 |
| 2.2 常压模化实验设置 |
| 2.2.1 单元预混喷嘴 |
| 2.2.2 单元预混喷嘴常压燃烧实验台 |
| 2.2.3 实验工况 |
| 2.2.4 实验内容与流程 |
| 2.3 火焰结构的变化 |
| 2.3.1 扩散预混切换过程的火焰变化 |
| 2.3.2 空气流速对火焰结构的影响 |
| 2.3.3 当量比对预混火焰的影响 |
| 2.3.4 空气温度对火焰的影响 |
| 2.4 高光谱测量的初步结果 |
| 2.5 NOx和CO排放 |
| 2.5.1 燃料喷射方案对污染排放的影响 |
| 2.5.2 空气流速和温度对排放的影响 |
| 2.5.3 扩散燃料比例对排放的影响 |
| 2.6 燃烧振荡 |
| 2.7 熄火边界 |
| 2.7.1 熄火过程 |
| 2.7.2 熄火边界 |
| 2.8 回火工况 |
| 2.8.1 回火过程 |
| 2.8.2 抑制回火的改进措施 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 单元预混喷嘴的数值模拟研究 |
| 3.1 数值方法概述 |
| 3.2 燃料与空气掺混 |
| 3.2.1 计算方法 |
| 3.2.2 计算结果分析 |
| 3.3 单元喷嘴燃烧场 |
| 3.3.1 数值计算方法 |
| 3.3.2 计算结果分析 |
| 3.4 单元喷嘴污染物生成 |
| 3.4.1 模型和方法 |
| 3.4.2 参数设置 |
| 3.4.3 计算结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 典型多喷嘴燃烧室的燃烧实验研究 |
| 4.1 多喷嘴燃烧室实验概述 |
| 4.2 多喷嘴燃烧室实验件 |
| 4.2.1 实验件结构 |
| 4.2.2 燃烧控制策略 |
| 4.2.3 实验工况 |
| 4.3 多喷嘴燃烧室常压模化实验系统 |
| 4.4 实验结果与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 航改型燃气轮机低污染燃烧室设计方法探讨 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 低污染燃烧室设计中的关键问题 |
| 5.2.1 单元预混喷嘴 |
| 5.2.2 喷嘴的组合与缩放 |
| 5.3 低污染燃烧室设计流程的探讨 |
| 5.4 设计方法在工程中的应用 |
| 5.4.1 某E级燃气轮机低污染燃烧室的设计 |
| 5.4.2 某10MW级航改型燃气轮机低污染燃烧室的设计 |
| 5.4.3 某5MW级回热循环航改型燃气轮机低污染燃烧室的设计 |
| 5.4.4 某16MW级航改型燃气轮机低污染燃烧室的设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）微小型回热循环燃气轮机性能仿真及控制规律优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与发展趋势 |
| 1.2.1 燃气轮机性能仿真方法研究 |
| 1.2.2 简单循环燃气轮机性能分析与控制规律优化研究 |
| 1.2.3 回热循环燃气轮机性能分析与控制规律优化研究 |
| 1.2.4 小结 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 基于部件法的燃气轮机建模方法与仿真程序 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 工质热力性质与变比热计算方法 |
| 2.3 燃气轮机设计点仿真模型 |
| 2.3.1 大气环境建模方法 |
| 2.3.2 进/排气道及过渡段建模方法 |
| 2.3.3 压气机建模方法 |
| 2.3.4 燃烧室建模方法 |
| 2.3.5 燃气发生器涡轮建模方法 |
| 2.3.6 动力涡轮建模方法 |
| 2.3.7 回热器建模方法 |
| 2.4 燃气轮机非设计点仿真模型 |
| 2.4.1 部件特性图的处理与插值方法 |
| 2.4.2 燃气轮机部件法稳态仿真模型 |
| 2.4.3 燃气轮机部件法非稳态仿真模型 |
| 2.5 非线性方程组求解方法 |
| 2.6 基于Matlab/m语言的回热循环燃气轮机仿真程序 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 回热器性能实验与仿真模型研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 回热器实验台介绍 |
| 3.3 回热器性能实验研究 |
| 3.3.1 不考虑性能衰退的回热器性能 |
| 3.3.2 考虑性能衰退的回热器性能 |
| 3.4 回热器仿真模型研究 |
| 3.4.1 基于换热有效度的回热器换热仿真模型 |
| 3.4.2 基于换热系数的回热器换热仿真模型 |
| 3.4.3 基于换热微元的换热仿真模型后续改进 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 单轴回热循环燃气轮机性能分析与控制规律研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 稳态仿真模型验证 |
| 4.3 总体性能分析与控制规律优化 |
| 4.3.1 恒转速控制模式 |
| 4.3.2 变转速控制模式 |
| 4.4 回热器性能衰退对燃气轮机性能的影响研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 三轴回热循环燃气轮机性能分析与控制规律研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 稳态仿真模型验证 |
| 5.3 动力涡轮转速调节对燃气轮机性能的影响 |
| 5.4 动力涡轮导叶角度调节对燃气轮机性能的影响 |
| 5.4.1 性能改善作用验证与机理分析 |
| 5.4.2 安全运行限制条件 |
| 5.4.3 最优导叶角度控制规律 |
| 5.4.4 大气温度对最优导叶角度控制规律的影响 |
| 5.5 动力涡轮转速与导叶角度联合调节控制规律优化 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 回热循环燃气轮机非稳态性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 单轴回热循环燃气轮机非稳态性能 |
| 6.2.1 非稳态仿真模型验证 |
| 6.2.2 恒转速控制模式 |
| 6.2.3 变转速控制模式 |
| 6.3 动力涡轮导叶可调式三轴回热循环燃气轮机非稳态性能 |
| 6.3.1 非稳态仿真模型验证 |
| 6.3.2 单一燃油调节模式 |
| 6.3.3 燃油与动力涡轮转速联合调节模式 |
| 6.3.4 燃油、动力涡轮转速与导叶角度联合调节模式 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要工作与结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）微型燃烧室增材设计制造与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 微型涡喷发动机发展概况 |
| 1.2.2 航空发动机回流燃烧室的发展概况 |
| 1.2.3 增材制造在航空工业领域的应用现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第2章 燃烧室设计理论与性能研究方法 |
| 2.1 燃烧室主要性能参数 |
| 2.1.1 燃烧效率 |
| 2.1.2 压力损失 |
| 2.1.3 出口温度分布 |
| 2.1.4 参考速度与参考截面积 |
| 2.2 燃烧室数值分析 |
| 2.2.1 湍流燃烧数值计算基本方程 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.2.3 气液两相流模型 |
| 2.2.4 湍流燃烧模型 |
| 2.3 微型燃烧室部件及发动机整机试验设计 |
| 2.3.1 试验系统设计 |
| 2.3.2 全环形燃烧室试验方案设计 |
| 2.3.3 微型涡喷发动机整机试验设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 回流燃烧室增材设计制造研究 |
| 3.1 微型涡喷发动机总体设计方案 |
| 3.2 回流燃烧室设计流程与总体设计要求 |
| 3.2.1 燃烧室总体设计思路和流程 |
| 3.2.2 燃烧室设计点和类型的选择 |
| 3.2.3 燃烧室目标设计参数和设计要求 |
| 3.3 回流燃烧室总体尺寸 |
| 3.3.1 排气弯管尺寸 |
| 3.3.2 火焰筒内外径与轴向长度 |
| 3.3.3 机匣尺寸 |
| 3.3.4 火焰筒开孔总面积 |
| 3.3.5 空气流量分配与火焰筒开孔 |
| 3.4 燃烧室总体结构构型设计与制造 |
| 3.5 燃烧室设计难点与创新点 |
| 3.5.1 燃烧室设计难点 |
| 3.5.2 燃烧室设计创新点 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 不同蒸发管结构的燃烧室数值分析 |
| 4.1 燃烧室计算模型及边界条件 |
| 4.1.1 燃烧室计算物理模型和网格划分 |
| 4.1.2 数值计算边界条件 |
| 4.2 Case1燃烧室数值模拟结果分析 |
| 4.2.1 燃烧室流场结果分析 |
| 4.2.2 燃烧室温度场结果分析 |
| 4.2.3 燃烧室出口温度结果分析 |
| 4.3 Case2燃烧室数值模拟分析 |
| 4.3.1 燃烧室流场结果分析 |
| 4.3.2 燃烧室温度场结果分析 |
| 4.3.3 燃烧室出口温度结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 燃烧室结构改进设计及性能研究 |
| 5.1 燃烧室改进设计参考依据 |
| 5.2 燃烧室结构改进设计 |
| 5.2.1 蒸发管出口结构的改进设计 |
| 5.2.2 火焰筒头部结构改进设计 |
| 5.2.3 火焰筒开孔方案的改进设计 |
| 5.2.4 火焰筒冷却孔的改进设计 |
| 5.3 改进燃烧室数值模拟对比分析 |
| 5.3.1 燃烧室流场对比分析 |
| 5.3.2 燃烧室温度场对比分析 |
| 5.3.3 燃烧室性性能对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）可变桨距微型涡桨发动机控制系统设计与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 可变桨距微型涡桨发动机的国内外研究现状与发展趋势 |
| 1.2.1 微型燃气涡轮发动机 |
| 1.2.2 涡桨发动机建模方法 |
| 1.2.3 涡桨发动机控制计划 |
| 1.3 研究内容与结构安排 |
| 第二章 变桨距微型涡桨发动机试验平台搭建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 变桨距机构设计与试验平台搭建 |
| 2.2.1 微型涡桨发动机选型 |
| 2.2.2 大型涡桨发动机螺旋桨的变桨距方式 |
| 2.2.3 变桨距结构设计 |
| 2.2.4 传感器和执行机构的选择 |
| 2.2.5 微型涡桨发动机整体台架的设计 |
| 2.3 微型涡桨发动机控制器设计 |
| 2.3.1 自主研制的微型涡桨发动机控制器输入输出信号 |
| 2.3.2 微型涡桨发动机控制器硬件设计 |
| 2.3.3 微型涡桨发动机控制器软件设计 |
| 2.3.4 微型涡桨发动机转速闭环基本控制律设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 可变桨距微型涡桨发动机实时模型与硬件在环仿真平台的建立 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 台架试车数据预处理与建模分析 |
| 3.2.1 螺旋桨功率计算方法 |
| 3.2.2 信号预处理 |
| 3.2.3 获取建模数据的发动机试验过程设计 |
| 3.2.4 试验数据分析 |
| 3.3 动态系数法建模 |
| 3.3.1 核心机转速稳态模型建立 |
| 3.3.2 核心机转速动态模型建立 |
| 3.3.3 螺旋桨转速动态模型建立 |
| 3.3.4 微型涡桨发动机建模算法结构 |
| 3.3.5 动态系数法仿真结果 |
| 3.4 硬件在环仿真平台设计 |
| 3.4.1 总体方案 |
| 3.4.2 硬件设计 |
| 3.4.3 软件设计 |
| 3.4.4 硬件在环平台实物 |
| 3.4.5 螺旋桨转速闭环控制系统设计硬件在环仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 微型涡桨发动机功率规划控制系统研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微型涡桨发动机部件级模型及其小偏差线性化 |
| 4.2.1 微型涡桨发动机特性获取与部件级模型建立 |
| 4.2.2 微型涡桨发动机小偏差线性模型 |
| 4.3 滑模控制器 |
| 4.3.1 参考模型滑模控制器设计 |
| 4.3.2 控制律求取 |
| 4.3.3 稳定性证明 |
| 4.3.4 参考模型滑模控制器仿真验证 |
| 4.4 单杆功率规划控制系统 |
| 4.4.1 典型涡桨发动机控制系统 |
| 4.4.2 功率规划控制系统设计 |
| 4.4.3 最小耗油率工作线的获取 |
| 4.4.4 微型涡桨发动机的最小耗油率工作线的获取 |
| 4.4.5 单杆功率规划系统与恒转速控制系统对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 技术展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（6）基于燃气轮机的冷热电联供系统控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冷热电联供技术 |
| 1.2.2 双效溴化锂吸收式制冷技术 |
| 1.2.3 冷热电联供系统的建模与控制技术 |
| 1.3 本文研究思路及内容安排 |
| 第二章 基于燃气轮机的冷热电联供系统的构建方案 |
| 2.1 基于燃气轮机的冷热电联供系统的方案分析 |
| 2.2 冷热电联供系统的设计点计算 |
| 2.2.1 微型燃气轮机的设计点参数 |
| 2.2.2 双效溴冷机的设计点计算 |
| 2.2.3 冷热电联供系统的设计点分析 |
| 2.3 动力单元分析 |
| 2.4 发电单元分析 |
| 2.5 制冷单元设计 |
| 2.5.1 溴化锂吸收式制冷技术 |
| 2.5.2 双效溴冷机的总体方案设计 |
| 2.5.3 高压筒体设计 |
| 2.5.4 中压筒体设计 |
| 2.5.5 低压筒体设计 |
| 2.6 供热单元分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于燃气轮机的冷热电联供系统综合建模 |
| 3.1 冷热电联供系统的综合建模分析 |
| 3.2 某型燃气轮机建模 |
| 3.2.1 压气机和涡轮的特性曲线 |
| 3.2.2 部件级模型 |
| 3.2.3 燃气轮机的动态迭代过程 |
| 3.2.4 起动模型和停车模型 |
| 3.3 高速永磁同步发电机建模 |
| 3.4 双效溴冷机建模 |
| 3.4.1 双效溴冷机的动态模型 |
| 3.4.2 双效溴冷机的参数对 COP 的影响 |
| 3.5 管壳式换热器建模 |
| 3.6 冷热电联供系统模型集成 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于燃气轮机的冷热电联供系统的控制器设计 |
| 4.1 控制算法设计与仿真分析 |
| 4.1.1 燃气轮机起动控制 |
| 4.1.2 发电量调节控制 |
| 4.2 电子控制器设计 |
| 4.2.1 Atom-RIO控制器 |
| 4.2.2 信号调理驱动单元 |
| 4.3 控制器软件设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于燃气轮机的冷热电联供系统的硬件在环试验研究 |
| 5.1 硬件在环试验总体方案 |
| 5.2 接口模拟器设计 |
| 5.2.1 接口模拟器电子电路设计 |
| 5.2.2 接口模拟器软件设计 |
| 5.3 模型子系统上位机软件设计 |
| 5.4 硬件在环平台的信号测试 |
| 5.5 硬件在环平台的实时性测试 |
| 5.6 冷热电联供控制系统的硬件在环仿真试验 |
| 5.6.1 起动过程 |
| 5.6.2 停车过程 |
| 5.6.3 发电量调节控制 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（7）微小型高效Brayton循环中的离心压气机技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 Brayton循环微小型热功转换系统发展现状 |
| 1.2.1 常规能源Brayton循环微小型热功转换系统国内外现状 |
| 1.2.2 太阳能Brayton循环微小型热功转换系统国内外现状 |
| 1.2.3 SCO_2介质Brayton循环微小型热功转换系统国内外现状 |
| 1.3 Brayton循环微小型热功转换系统中压缩部件的研究现状 |
| 1.3.1 离心压气机内流拟序流动的研究现状 |
| 1.3.2 离心压气机流动控制技术研究 |
| 1.3.3 SCO_2介质离心压气机的研究现状 |
| 1.4 本文研究的内容 |
| 第二章 数值计算方法与DMD时空流场分析法 |
| 2.1 数值计算相关问题 |
| 2.1.1 控制方程 |
| 2.1.2 控制方程的离散 |
| 2.1.3 湍流模型 |
| 2.1.4 本文数值计算所采用的具体方法 |
| 2.1.5 数值计算方法校验 |
| 2.2 DMD方法的基本原理 |
| 2.2.1 DMD方法的数学背景 |
| 2.2.2 DMD方法的具体实现过程 |
| 2.3 采用DMD方法研究叶栅不同攻角的拟序结构 |
| 2.3.1 主导模态的动态演变及低维近似 |
| 2.3.2 不同攻角DMD分解结果分析 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 微型化对离心压气机叶尖流场结构的影响 |
| 3.1 系统整体方案及压气机技术参数 |
| 3.1.1 整体方案简介 |
| 3.1.2 压气机主要技术参数 |
| 3.2 尺寸变化对叶尖流场及压气机性能的影响 |
| 3.2.1 尺寸变化对叶尖流动结构的影响 |
| 3.2.2 尺寸变化对哥氏力的影响 |
| 3.2.3 尺寸变化对压气机性能的影响 |
| 3.3 间隙比例变化对叶尖流场及压气机性能的影响 |
| 3.3.1 间隙比例变化对叶尖流动结构的影响 |
| 3.3.2 间隙比例变化对压气机性能的影响 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 叶尖泄漏涡的面涡模型 |
| 4.1 引入机翼涡对的稳定性理论 |
| 4.1.1 涡对的诱导速度 |
| 4.1.2 线性稳定性问题 |
| 4.1.3 最大不稳定扰动 |
| 4.2 建立泄漏涡面涡模型 |
| 4.2.1 泄漏涡镜像涡形式 |
| 4.2.2 涡对稳定性理论的引入 |
| 4.2.3 泄漏涡的近似面涡模型 |
| 4.2.4 泄漏涡面涡模型的修正 |
| 4.2.5 面涡模型应用具体实现步骤 |
| 4.3 泄漏涡面涡模型验证 |
| 4.3.1 泄漏涡面涡模型与数值计算结果的对比验证 |
| 4.3.2 泄漏涡面涡模型与实验结果的对比验证 |
| 4.3.3 模型误差分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 微型离心压气机叶尖拟序结构的非定常特征 |
| 5.1 孤立转子泄漏涡的准周期性变化特征 |
| 5.1.1 泄漏涡破碎团向下游的准周期性运动 |
| 5.1.2 泄漏涡的频率特征 |
| 5.2 尺度与强度对泄漏涡非定常特性的影响 |
| 5.2.1 泄漏涡尺度变化对其非定常特征的影响 |
| 5.2.2 泄漏涡强度变化对其非定常特征的影响 |
| 5.3 泄漏涡准周期性变化的动力模态分析 |
| 5.3.1 叶尖三维流场的DMD方法 |
| 5.3.2 叶尖三维流场的DMD频谱特征 |
| 5.3.3 叶尖三维流场的主导拟序结构及动态演化 |
| 5.3.4 叶泄漏涡的低模态数近似 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 离心压气机被动式周期激励机匣扩稳方式 |
| 6.1 被动式周期激励机匣的非定常流场控制方法 |
| 6.1.1 被动式周期激励机匣的概念 |
| 6.1.2 被动式周期激励机匣的叶轮流场数值模拟方法 |
| 6.2 被动式周期激励机匣非定常控制的影响因素 |
| 6.2.1 激励位置对叶尖拟序流动结构的影响 |
| 6.2.2 激励强度对叶尖拟序流动结构的影响 |
| 6.3 受控后叶尖流场的DMD分析 |
| 6.3.1 受控后叶尖流场的DMD频谱特征 |
| 6.3.2 受控后叶尖流场的主导拟序结构及其动态演变 |
| 6.4 被动式周期激励机匣扩稳实验 |
| 6.4.1 试验件及试验设备 |
| 6.4.2 试验方案及流程 |
| 6.4.3 试验结果分析 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 SCO_2介质微型离心压气机内流特征 |
| 7.1 SCO_2介质Brayton循环微小型热功转换系统的特点 |
| 7.1.1 SCO_2的物理性质及系统提升的关键因素 |
| 7.1.2 SCO_2介质压气机中的热力过程 |
| 7.1.3 SCO_2介质压气机性能近似评估方法 |
| 7.1.4 SCO_2介质压气机与空气介质压气机的性能对比 |
| 7.2 空气介质与SCO_2介质压气机内部流场结构的差异 |
| 7.2.1 SCO_2压气机斜向涡结构的生成 |
| 7.2.2 SCO_2压气机泄漏涡的变化 |
| 7.2.3 SCO_2压气机内部相变特点 |
| 7.3 SCO_2介质压气机主要流动结构差异与相变分析 |
| 7.3.1 主要流场结构差异分析 |
| 7.3.2 相变原因分析 |
| 7.4 小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 本文的主要工作与结论 |
| 8.2 本文研究的创新之处 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（8）从主述位理论分析汉英翻译主语选择策略的实践报告（论文提纲范文）
| Acknowledgments |
| 摘要 |
| Abstract |
| Introduction |
| Ⅰ Description of translation materials |
| 1.1 Project description |
| 1.2 Characteristics of translation materials |
| Ⅱ Translation process |
| 2.1 Preparation stage |
| 2.2 Comprehension and reproduction stage |
| 2.3 Proofreading stage |
| Ⅲ The importance of theme selection& reasons for thematic differences between Chinese and English |
| 3.1 Theme-Rheme theory as a theoretical guide |
| 3.2 Reasons for thematic differences between Chinese and English |
| 3.2.1 Internal difference:Subject-prominent language V.S.Topic-prominent language |
| 3.2.2 Differences in habits of expression |
| 3.3 Subject theme and Topical theme |
| Ⅳ Case analysis on C-E translation strategies from the perspective of Theme-Rheme theory |
| 4.1 Strategy1:Following the original thematic structure |
| 4.2 Strategy2:Changing the original thematic structure by selecting a proper subject in English |
| 4.2.1 Situation1:for the internal difference in the thematic structure between Chinese and English |
| 4.2.2 Situation2:for the differences in the habits of expression between Chinese and English |
| Ⅴ Summary and translation experience sharing |
| 5.1 Summary of the translation strategies on C-E thematic selection |
| 5.2 Translation experience sharing |
| Works Cited |
| Appendix Ⅰ Translated text |
| Appendix Ⅱ Translation certificate |
（9）间冷回热涡扇发动机循环参数优化及间冷回热器设计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 间冷回热涡扇发动机技术的发展历程 |
| 1.2.1 带换热器的航空发动机的早期研究 |
| 1.2.2 间冷回热涡扇发动机的主要研究计划 |
| 1.2.3 间冷回热涡扇发动机的未来研究方向 |
| 1.3 间冷回热涡扇发动机技术的研究现状 |
| 1.3.1 间冷回热涡扇发动机的总体设计技术 |
| 1.3.2 间冷回热器的设计技术 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 间冷回热涡扇发动机的热力循环 |
| 2.1 燃气轮机的简单循环和复杂循环 |
| 2.2 涡扇发动机热力循环的革新 |
| 2.2.1 常规涡扇发动机模型及其热力循环革新 |
| 2.2.2 间冷回热涡扇发动机模型和工作原理 |
| 2.2.3 间冷回热涡扇发动机热力循环分析 |
| 2.3 间冷回热涡扇发动机热力循环的实现 |
| 2.3.1 间冷回热涡扇发动机结构形式 |
| 2.3.2 间冷器及其在发动机上的布局 |
| 2.3.3 回热器及其在发动机上的布局 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 间冷回热涡扇发动机的性能模拟方法 |
| 3.1 间冷回热涡扇发动机的气动热力学模型 |
| 3.1.1 间冷回热涡扇发动机模型 |
| 3.1.2 间冷回热器模型 |
| 3.1.3 间冷回热涡扇发动机的性能计算方法 |
| 3.1.4 涡轮冷却气用量的预估方法 |
| 3.1.5 叶轮机多变效率的预估方法 |
| 3.2 间冷回热涡扇发动机的?损计算模型 |
| 3.3 发动机NOX排放的预估方法 |
| 3.4 发动机尺寸和重量的估算方法 |
| 3.4.1 发动机尺寸估算与流路设计方法 |
| 3.4.2 发动机重量估算方法 |
| 3.5 飞机任务模型 |
| 3.5.1 飞机推力需求的计算方法 |
| 3.5.2 飞机油耗、航程和燃油效率计算方法 |
| 3.6 间冷回热涡扇发动机概念设计方法 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 间冷回热涡扇发动机的参数匹配研究 |
| 4.1 发动机设计点参数取值范围 |
| 4.2 发动机设计点参数研究 |
| 4.2.1 风扇外涵压比对发动机性能的影响 |
| 4.2.2 总增压比、涵道比和涡轮前温度对发动机性能的影响 |
| 4.2.3 低压/高压压缩系统压比分配对发动机性能的影响 |
| 4.2.4 间冷器冷热端空气质量流量比对发动机性能的影响 |
| 4.2.5 间冷回热器参数对发动机性能的影响 |
| 4.3 部件技术水平参数敏感度分析 |
| 4.4 高压涡轮冷却引气分析 |
| 4.5 间冷回热涡扇发动机参数匹配规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 间冷回热器的设计与优化方法 |
| 5.1 间冷回热器的分类和设计要求 |
| 5.2 间冷回热器的主要构型 |
| 5.2.1 间冷器的主要构型 |
| 5.2.2 回热器的主要构型 |
| 5.3 间冷回热器芯体计算方法 |
| 5.3.1 芯体稳态性能计算流程 |
| 5.3.2 热计算 |
| 5.3.3 流阻计算 |
| 5.3.4 表面特性实验关联式 |
| 5.4 间冷回热器优化设计方法 |
| 5.4.1 间冷回热器优化设计总体思路 |
| 5.4.2 差分进化算法简述 |
| 5.4.3 差分进化算法的改进 |
| 5.4.4 改进差分进化算法验证 |
| 5.4.5 间冷回热器优化设计过程 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 间冷回热器的性能参数选择研究 |
| 6.1 间冷器性能参数选择 |
| 6.1.1 间冷器候选构型和性能参数取值 |
| 6.1.2 间冷器芯体性能参数分析 |
| 6.1.3 间冷器冷热端空气质量流量比对间冷器芯体性能参数选择的影响 |
| 6.1.4 间冷器在不同推力级发动机上的适用性分析 |
| 6.2 回热器性能参数选择 |
| 6.2.1 回热器构型方案和性能参数取值 |
| 6.2.2 回热器芯体性能参数分析 |
| 6.2.3 高压涡轮冷却引气对回热器芯体性能参数选择的影响 |
| 6.2.4 回热器在不同推力级发动机上的适用性分析 |
| 6.3 间冷度和回热度的选择 |
| 6.3.1 中短航程飞机动力用间冷回热器 |
| 6.3.2 长航程飞机动力用间冷回热器 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 间冷回热涡扇发动机的特性分析 |
| 7.1 间冷回热涡扇发动机和间冷回热器的设计方案 |
| 7.2 间冷回热涡扇发动机的特性 |
| 7.2.1 发动机高度、速度特性 |
| 7.2.2 发动机起飞状态节流特性 |
| 7.2.3 发动机巡航状态节流特性 |
| 7.3 可变面积风扇外涵喷管对发动机特性影响的分析 |
| 7.3.1 可变面积风扇外涵喷管工作原理及其应用 |
| 7.3.2 可变面积风扇外涵喷管对发动机起飞状态性能的影响 |
| 7.3.3 可变面积风扇外涵喷管对发动机巡航状态性能的影响 |
| 7.4 变几何低压涡轮对发动机特性影响的分析 |
| 7.4.1 变几何低压涡轮工作原理及其应用 |
| 7.4.2 变几何低压涡轮流量和效率的修正方法 |
| 7.4.3 变几何低压涡轮对发动机巡航状态节流特性的影响 |
| 7.5 间冷回热涡扇发动机与常规涡扇发动机的对比 |
| 7.5.1 间冷回热涡扇发动机与常规涡扇发动机的设计参数 |
| 7.5.2 间冷回热涡扇发动机与常规涡扇发动机的?损对比 |
| 7.5.3 间冷回热涡扇发动机与常规涡扇发动机的性能对比 |
| 7.6 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 下一步工作 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（10）涡轮高效冷却结构设计方法及换热机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 冷却结构设计的关键技术 |
| 1.3 高效冷却结构的作用机制 |
| 1.3.1 外部换热 |
| 1.3.2 前缘双层壁区域换热 |
| 1.3.3 叶片弦长中部区域换热 |
| 1.3.4 尾缘区域换热 |
| 1.3.5 高效冷却结构设计 |
| 1.4 传热与气动耦合优化设计机制 |
| 1.4.1 气动优化设计发展 |
| 1.4.2 涡轮气动传热协同优化设计发展 |
| 1.5 本文主要研究目的及内容 |
| 第2章 冷却结构设计分析方法及验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 管网设计分析方法 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 节点控制方程 |
| 2.2.3 管网计算的求解方法 |
| 2.2.4 平台搭建 |
| 2.3 三维计算分析方法 |
| 2.3.1 控制方程 |
| 2.3.2 湍流模型 |
| 2.3.3 气动及传热网格生成方法及收敛性研究 |
| 2.4 计算及分析方法验证 |
| 2.4.1 涡轮端壁计算方法验证 |
| 2.4.2 涡轮外壁面换热数值验证 |
| 2.4.3 涡轮冲击换热数值验证 |
| 2.4.4 尾缘区域换热数值验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 涡轮高效冷却结构优化设计方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 冷却结构设计方法研究 |
| 3.2.1 不带气膜孔冷却结构设计 |
| 3.2.2 带气膜孔冷却结构设计 |
| 3.3 气热耦合优化设计方法研究 |
| 3.3.1 静叶冷却结构及叶型气热耦合优化 |
| 3.3.2 动叶冷却结构及叶型气热耦合优化 |
| 3.3.3 整级冷却结构及叶型气热耦合优化 |
| 3.3.4 冷却结构设计方法换热能力提升评估 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 涡轮叶片外壁面及端壁流动换热机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同进口参数对外壁面换热特性影响 |
| 4.2.1 物理模型及研究方案 |
| 4.2.2 进口雷诺数影响 |
| 4.2.3 进口湍流度影响 |
| 4.2.4 进口湍流尺度影响 |
| 4.2.5 进口马赫数影响 |
| 4.2.6 粗糙度影响 |
| 4.3 不同工况下弯叶片对涡轮端壁换热及气动的影响 |
| 4.3.1 问题提出 |
| 4.3.2 物理模型及研究方案 |
| 4.3.3 一维数据分析 |
| 4.3.4 弯叶片对传热的影响 |
| 4.3.5 弯叶片对气动的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 涡轮内部层板及双层壁结构换热机理 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 带扰流柱层板冷却结构中扰流柱参数对换热的影响 |
| 5.2.1 研究方法以及目的 |
| 5.2.2 物理模型 |
| 5.2.3 计算边界条件及网格生成 |
| 5.2.4 数据处理 |
| 5.2.5 结果分析 |
| 5.3 带扰流柱层板结构换热提升方法 |
| 5.3.1 研究方法以及目的 |
| 5.3.2 物理模型以及方案设计 |
| 5.3.3 结果分析 |
| 5.4 前缘双层壁强化换热研究 |
| 5.4.1 研究方法以及目的 |
| 5.4.2 物理模型 |
| 5.4.3 结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 凹坑结构对涡轮尾缘换热强化的机理研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 凹坑位置对尾缘带柱冷却结构流动换热影响 |
| 6.2.1 问题提出及物理模型 |
| 6.2.2 数据处理 |
| 6.2.3 初始分析 |
| 6.2.4 流场分析 |
| 6.2.5 换热及流阻分析 |
| 6.2.6 综合换热效果 |
| 6.3 不同凹坑深度以及不同收敛角度对流动换热影响 |
| 6.3.1 问题提出及物理模型 |
| 6.3.2 流场分析 |
| 6.3.3 收敛角度影响 |
| 6.3.4 凹坑深度影响 |
| 6.3.5 综合换热效果 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、一种微型燃气轮机核心机工程设计及分析（论文参考文献）
- [1]微型涡轮发动机总体设计及全通流数值模拟研究[D]. 江华栋. 哈尔滨工业大学, 2021
- [2]航改型燃气轮机低污染燃烧技术研究[D]. 赵玮杰. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2021(02)
- [3]微小型回热循环燃气轮机性能仿真及控制规律优化研究[D]. 周桥. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2020(08)
- [4]微型燃烧室增材设计制造与性能研究[D]. 尹文壮. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [5]可变桨距微型涡桨发动机控制系统设计与试验研究[D]. 夏天乾. 南京航空航天大学, 2019(02)
- [6]基于燃气轮机的冷热电联供系统控制技术研究[D]. 余跃. 南京航空航天大学, 2019(02)
- [7]微小型高效Brayton循环中的离心压气机技术研究[D]. 洪树立. 南京航空航天大学, 2018(01)
- [8]从主述位理论分析汉英翻译主语选择策略的实践报告[D]. 刘晓鹤. 北京理工大学, 2018(07)
- [9]间冷回热涡扇发动机循环参数优化及间冷回热器设计方法研究[D]. 龚昊. 西北工业大学, 2016(08)
- [10]涡轮高效冷却结构设计方法及换热机理研究[D]. 罗磊. 哈尔滨工业大学, 2016(02)