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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
空气系统从发动机压气机中引气，将具有适当压力和温度的空气用于飞机环境控制、发动机进口防冰和发动机热端部件冷却等方面，为飞机和发动机的安全、可靠工作起到了至关重要的作用。因此，空气系统的影响包含了用户端和气源端两个部分。国内外的研究主要侧重于用户端如何有效利用空气系统气流，以及空气系统气流传输过程中的损失分析等方面。然而，空气系统对气源端（压气机性能）的影响在公开发表的文献中很少提及。那么，空气系统引气会对压气机的气动性能产生怎样的影响？能否利用这些影响，进一步挖掘空气系统引气的潜能，使之提升压气机的性能？基于上述科学题目，本文以柱坐标系内引气形式对流场的影响为研究的切入点，将空气系统引气作为压气机流动控制和非定常激励的方式纳入到压气机气动设计布局中，研究利用空气系统引气提升压气机气动性能的机理，探讨和验证对压气机气动性能影响为最优，同时又满足空气系统对气源要求的最佳技术途径。从涡扇推进系统“顶层设计”的角度，建立了空气系统对发动机循环性能影响的符号描述。在符号描述的基础上，探讨了空气系统引气对发动机循环性能影响的两类优化题目。优化分析表明，若空气系统的引气设计能够提升压气机的压比或效率，就能够有效的减缓甚至消除由引气带来的发动机循环性能下降的不利影响。揭示了利用空气系统引气提升压气机性能的重要意义和工程价值。以转子间隙泄漏流和静子通道角区分离这两种流动现象为切入点，研究了通道引气位置、几何形式和引气量对压气机流场的影响机理，探讨了将引气作为流动控制的方式，提升压气机性能的有效性。跨声和低速轴流压气机上的数值研究表明，合理的转子机匣端壁引气设计，能够控制转子叶尖泄漏流在通道中的发展，消除其堆积在通道中的流动堵塞，提升压气机的增压能力，并拓宽稳定裕度；合理的静子机匣端壁引气设计，能够吸除通道角区的流动分离，改善静子流场的品质，从而提升压气机效率。基于“非定常耦合流动”理论，探讨将空气系统引气结构的布局方式作为非定常激励的手段，改善转子流场时空结构的流动品质，从而提升压气机性能的有效性。总结了引气结构的周向分布形式对转子流场和失速性能的影响机理和特点。全周非定常数值模结果表明，与周向槽相比，具有有益激励频率的引气结构周向布局，对转子流场时空结构流动品质的改善更为显著。研究结果为空气系统引气装置的设计提供了新的选择。将空气系统引气对压气机气动性能的影响应用于多级轴流压气机的设计中。首先，作为对传统压气机设计体系的补充，提出了一种基于周向槽引气的边界条件引气模型及通流设计方法，将空气系统引气的影响初步的纳入了压气机的设计体系中。其次，将空气系统引气作为流动控制的方式，应用于一台4级高负荷压气机的气动设计中。进一步验证了利用空气系统引气提升压气机性能的有效性。最后，对本文工作进行小结。本文将空气系统引气作为压气机流动控制和非定常激励的方式纳入到压气机气动设计布局中，既满足了空气系统对气源的要求，又挖掘和利用了空气系统引气的潜能，是进一步提升压气机气动性能的有效途径，具有显著的创新性和广阔的工程应用前景。 |
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发表于 2022-8-27 17:33:04
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