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民用飞机全航线排放预测 被引量：6
1
作者 曹铭栋 王占学 +1 位作者 刘增文 张晓博 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期2992-3001,共10页
针对民用飞机全航线的排放预测问题,运用飞机升阻特性模型、发动机性能模型和飞机航线性能模型计算了民用飞机在全航线上的飞机升阻特性与发动机性能,并将以上模型与基于T3-p3法与波音流量法所建立的排放计算模型相耦合,详细计算了飞机... 针对民用飞机全航线的排放预测问题,运用飞机升阻特性模型、发动机性能模型和飞机航线性能模型计算了民用飞机在全航线上的飞机升阻特性与发动机性能,并将以上模型与基于T3-p3法与波音流量法所建立的排放计算模型相耦合,详细计算了飞机在实际飞行过程中未燃碳氢化合物(UHC)、一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOx)的排放指数,并得到了全航线的各种污染排放物排放总量,完善了民用航空发动机排放预测分析体系,为低污染民用航空发动机的设计与评估提供理论依据.计算结果表明,飞机处在起飞以及爬升阶段时,NOx的排放指数较高,而UHC与CO的排放指数较低;当飞机处在下降以及进场时,NOx的排放指数较低,而UHC与CO的排放指数较高.NOx的总排放量在3种污染排放产物中最高. 展开更多
关键词 民用飞机 航线 排放 T3-p3法 波音流量法 排放指数
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大涵道比涡扇发动机循环参数优化算法研究及应用 被引量：6
2
作者 曹铭栋 王占学 +1 位作者 蔡元虎 刘增文 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期372-378,共7页
针对多约束条件与多优化变量的大涵道比涡扇发动机循环参数优化问题,提出了自适应三次变异差分进化算法,运用多个Benchmarks多峰函数对算法进行验证,并将该算法与大涵道比涡扇发动机性能计算程序相结合,对多约束条件下的循环参数进行了... 针对多约束条件与多优化变量的大涵道比涡扇发动机循环参数优化问题,提出了自适应三次变异差分进化算法,运用多个Benchmarks多峰函数对算法进行验证,并将该算法与大涵道比涡扇发动机性能计算程序相结合,对多约束条件下的循环参数进行了优化.计算结果表明:自适应三次变异差分进化算法比传统差分进化算法收敛精度更高、收敛速度更快,大幅度提高了大涵道比涡扇发动机循环参数优化效果,适合解决大涵道比涡扇发动机循环参数优化问题. 展开更多
关键词 差分进化 自适应 三次变异 循环参数 优化
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基于飞/发性能一体化快速迭代的循环参数匹配
3
作者 曹铭栋 王昭 +2 位作者 高靖俞 樊巍 刘兵 《航空发动机》 北大核心 2024年第1期35-43,共9页
针对150 kN级大涵道比涡扇发动机总体性能参数匹配设计问题,以A340-300飞机对发动机的任务需求为例,采用基于飞/发性能一体化快速迭代优化方法,将飞机/发动机一体化设计与发动机总体性能优化设计进行耦合迭代,对多约束条件下的大涵道比... 针对150 kN级大涵道比涡扇发动机总体性能参数匹配设计问题,以A340-300飞机对发动机的任务需求为例,采用基于飞/发性能一体化快速迭代优化方法,将飞机/发动机一体化设计与发动机总体性能优化设计进行耦合迭代,对多约束条件下的大涵道比涡扇发动机总体性能方案进行优化设计。结果表明:在保证发动机满足飞机任务需求和任务载荷要求,以及发动机尺寸、质量、污染排放要求等约束条件下,飞机的最大起飞质量较初始方案减轻约14.33%,较A340-300飞机的最大起飞质量减轻约8%~9%;燃油消耗量较初始方案减少约20.6%;在保证发动机与飞机良好匹配性的前提下,通过飞发优化迭代使发动机和飞机的设计难度都有一定程度地降低。采用的研究思路与方法是合理、可行的,具有工程实用价值。 展开更多
关键词 大涵道比涡扇发动机 飞/发性能一体化 快速迭代 耦合迭代 总体性能参数 优化
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基于燃烧室多反应器模型的民用涡扇发动机排放预测 被引量：1
4
作者 曹铭栋 王占学 +2 位作者 蔡元虎 刘增文 龚昊 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1042-1052,共11页
选用燃油JetA为航空燃料,建立了简化火焰锋面模型、燃烧化学平衡模型、燃烧动力学模型、燃油雾化模型、燃油蒸发模型及污染排放生成模型.采用基于燃烧室多反应器模型对发动机在不同工作状态下的排放产物NOx、未燃碳氢化合物(unburned hy... 选用燃油JetA为航空燃料,建立了简化火焰锋面模型、燃烧化学平衡模型、燃烧动力学模型、燃油雾化模型、燃油蒸发模型及污染排放生成模型.采用基于燃烧室多反应器模型对发动机在不同工作状态下的排放产物NOx、未燃碳氢化合物(unburned hydrocarbons,UHC)和CO进行了计算.结果表明:燃烧室内火焰温度越高,NOx排放量越大.在发动机工作在低转速工况下时,燃油液滴的雾化直径大,造成CO与UHC排放量增加.基于燃烧室多反应器模型计算通用性强、速度快,适合与发动机性能程序相结合,在发动机设计阶段对发动机不同工作状态下的排放产物含量进行预测计算. 展开更多
关键词 多反应器 排放 预测 动力学 化学平衡
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高马赫数飞行器飞/发性能一体化评估方法初步研究 被引量：1
5
作者 陈宣亮 曾军 +1 位作者 李刚团 曹铭栋 《燃气涡轮试验与研究》 2022年第1期16-22,共7页
从一体化的角度,进行了高马赫数飞机飞/发一体化性能初步分析。将飞行轨迹分段并以平均加速度考虑,运用积分计算的方法,得到在不同推重比、不同比冲下,燃油+动力系统质量分数随平均加速度和飞行马赫数的变化规律。研究发现,对于升力体... 从一体化的角度,进行了高马赫数飞机飞/发一体化性能初步分析。将飞行轨迹分段并以平均加速度考虑,运用积分计算的方法,得到在不同推重比、不同比冲下,燃油+动力系统质量分数随平均加速度和飞行马赫数的变化规律。研究发现,对于升力体类的高速飞机,当加速至6马赫时,加速阶段的平均加速度在0.15g~0.20g范围内较为合适;若平均加速度大于0.20g,在相同巡航速度和航程下,燃油质量分数随加速度的增大而增大;若平均加速度小于0.05g,会使得飞机航程大大减小且速度提升慢,燃油主要消耗在加速度段。提出的方法和研究结果,为高马赫数飞机飞/发一体化设计和性能评估提供了有力参考。 展开更多
关键词 飞/发一体化 高速飞机 加速特性 飞行性能 燃油消耗 爬升方式
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基于差分进化算法的航空发动机仿真模型修正方法
6
作者 曹铭栋 樊巍 +2 位作者 刘兵 陈宣亮 王孝军 《燃气涡轮试验与研究》 2022年第2期1-6,共6页
针对航空发动机仿真模型修正问题,采用自适应三次变异差分进化算法,将仿真模型修正问题转化为求取测量与仿真之间偏差函数的最优化问题,完成了双轴混排涡扇发动机仿真模型修正方法研究。利用航空发动机试验数据完成了仿真模型修正,修正... 针对航空发动机仿真模型修正问题,采用自适应三次变异差分进化算法,将仿真模型修正问题转化为求取测量与仿真之间偏差函数的最优化问题,完成了双轴混排涡扇发动机仿真模型修正方法研究。利用航空发动机试验数据完成了仿真模型修正,修正结果表明,修正后的仿真模型参数与试验参数偏差减小至1.0%以内,发动机仿真模型获取的推力、耗油率以及各个部件共同工作点,均与试验数据相匹配,满足工程应用需求。 展开更多
关键词 航空发动机 仿真模型 模型修正 差分进化算法 三次变异 偏差分析 优化
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考虑部件约束的涡扇发动机循环参数分析方法研究
7
作者 樊巍 黄红超 +2 位作者 曹铭栋 李刚团 胡冰茜 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期58-64,共7页
在涡扇发动机初步设计阶段,为了研究部件气动、结构、强度参数对于发动机循环参数求解域的约束,在发动机总体性能稳态计算模型以及尺寸流路计算模型的基础上,利用部件初步设计时采用的Smith图,基于牛顿迭代法构建了一种总体/部件耦合计... 在涡扇发动机初步设计阶段,为了研究部件气动、结构、强度参数对于发动机循环参数求解域的约束,在发动机总体性能稳态计算模型以及尺寸流路计算模型的基础上,利用部件初步设计时采用的Smith图,基于牛顿迭代法构建了一种总体/部件耦合计算方法。在部件主要设计参数的约束边界基础上,采用该方法,能够获取同时满足总体和部件设计要求的循环参数求解域,并进一步获得部件的主要设计参数。使用该方法对第四代双轴混排涡扇发动机EJ200开展了算例验证,获取了部件约束条件下的发动机循环参数求解域,与公布的EJ200数据对比表明,主要部件设计参数误差<4%,表明该方法可以满足工程应用要求。 展开更多
关键词 涡扇发动机 总体设计 循环参数 数学建模 牛顿迭代法 耦合计算
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一种新的航空发动机总体性能稳态模型修正方法
8
作者 樊巍 施洋 +2 位作者 曹铭栋 刘勤 陈宣亮 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2020年第6期28-31,共4页
提出一种新的航空发动机总体性能稳态模型修正方法,并对方法中的相关参数选择原则进行了说明。在基于部件法的总体性能稳态计算模型和试验分析模型基础上,构建了部件特性修正系数和试验测量参数之间的非线性方程组,采用牛顿迭代法求解... 提出一种新的航空发动机总体性能稳态模型修正方法,并对方法中的相关参数选择原则进行了说明。在基于部件法的总体性能稳态计算模型和试验分析模型基础上,构建了部件特性修正系数和试验测量参数之间的非线性方程组,采用牛顿迭代法求解获取了部件特性修正系数,实现了总体性能稳态模型的快速修正。以双轴涡扇发动机为例对本文提出方法进行了验证,与实际试验结果相比计算误差小于1.5%,表明本文提出方法可有效提高发动机总体性能稳态模型计算精度,满足工程应用需求。 展开更多
关键词 航空发动机 总体性能模型 部件特性 修正系数 牛顿迭代法
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