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采用时域与时频域联合特征空间的转子系统碰磨故障诊断 被引量：24
1
作者 赵柄锡 冀大伟 +2 位作者 袁奇 李浦 葛庆 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期75-84,共10页
针对转子系统早期碰磨故障,提出了一种基于时域和时频域联合特征提取和分析的方法,并采用该方法对简单转子模型进行了故障诊断。基于BP神经网络和影响函数法,建立了滑动轴承单盘转子碰磨故障动力学模型,并对转子系统碰磨故障进行了数值... 针对转子系统早期碰磨故障,提出了一种基于时域和时频域联合特征提取和分析的方法,并采用该方法对简单转子模型进行了故障诊断。基于BP神经网络和影响函数法,建立了滑动轴承单盘转子碰磨故障动力学模型,并对转子系统碰磨故障进行了数值模拟;分别采用统计学和小波包分解方法,对振动信号的时域和时频域特征进行了提取,综合两者建立了碰磨故障的特征空间,并采用支持向量机(SVM)模型对比分析了基于时域、时频域和综合两者特征空间的故障诊断效果,在此基础上,通过引入可分度函数,将正常振动信号与故障信号同时考虑,对各特征的可分度进行了分析和排序;根据特征分析结果,将特征空间分为高可分度区域和低可分度区域,分别针对单特征和组合特征对碰磨故障进行识别。研究结果表明:单特征的碰磨故障识别率与其可分度函数值呈正相关;组合特征识别效果要优于单特征,且高可分度区域内的组合特征识别效果要明显优于低可分度区域,针对本文所建碰磨故障样本空间,高可分度区域内随机三特征组合平均故障识别率达到90%以上。文中提出的故障特征提取和分析方法可为复杂故障的识别提供参考。 展开更多
关键词 碰磨故障诊断 时域分析 时频域分析 可分度函数
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基于Gauss过程回归的超临界二氧化碳透平设计-优化方法 被引量：10
2
作者 施东波 刘天源 +1 位作者 谢永慧 张荻 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期876-883,892,共9页
针对传统超临界二氧化碳(S-CO2)透平设计方法精准度差、设计及优化周期长的问题,基于一元流动理论建立了快速的S-CO2向心透平热力设计方法,结合高精度的三维气动分析方法,提出了一种基于Gauss过程回归的设计-优化方法,利用热力设计以及G... 针对传统超临界二氧化碳(S-CO2)透平设计方法精准度差、设计及优化周期长的问题,基于一元流动理论建立了快速的S-CO2向心透平热力设计方法,结合高精度的三维气动分析方法,提出了一种基于Gauss过程回归的设计-优化方法,利用热力设计以及Gauss过程回归预估透平气动设计的真实效率,并在模拟退火过程中检验设计结果的有效性,通过S-CO2透平的设计及优化算例证明了该方法的高效性。结果表明:透平等熵效率从初始设计方案的83.68%提升至最优设计方案的91.20%,对于传统的气动设计及模拟退火方法需要120次的气动分析,而该方法仅需24次气动分析,大幅缩短了设计-优化时间,具有较高的工程实用价值。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 透平 热力设计 气动分析 Gauss过程回归
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考虑进口旋流的涡轮静叶流动传热的颗粒物沉积效应 被引量：7
3
作者 杨星 郝子晗 丰镇平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期61-70,共10页
为了掌握颗粒污染物在航空发动机涡轮中的迁移规律,研究高温涡轮部件中颗粒物的沉积效应,采用数值模拟方法,结合用户自定义函数和动网格技术,在航空发动机真实运行条件下针对高压涡轮第一级静叶,研究了涡轮进口旋流对颗粒物迁移及沉积... 为了掌握颗粒污染物在航空发动机涡轮中的迁移规律,研究高温涡轮部件中颗粒物的沉积效应,采用数值模拟方法,结合用户自定义函数和动网格技术,在航空发动机真实运行条件下针对高压涡轮第一级静叶,研究了涡轮进口旋流对颗粒物迁移及沉积规律的影响,对比了不同颗粒物温度下叶片表面的沉积特性,并详细分析了颗粒物沉积前后叶栅通道中流场结构、出口气动损失及叶片表面换热系数的变化规律。结果表明:进口旋流对颗粒物的迁移规律及沉积特性改变十分明显,并使得相邻叶片表面的沉积分布规律不再相同;颗粒物温度仅对沉积效率有影响,不会改变颗粒物在叶片表面的沉积规律;颗粒物沉积后,由于叶栅通道面积变窄,主流马赫数会有所提高,再加上叶片型线发生改变,叶栅出口的气动损失明显增大;在存在进口旋流时,颗粒物发生沉积后,叶片表面的换热系数并不一定会增大,主要由进口旋流和叶片沉积物的综合作用决定。 展开更多
关键词 航空发动机涡轮 颗粒物沉积 气动损失 换热系数 动网格
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进汽参数对拉伐尔喷管中水蒸气自发凝结的影响 被引量：4
4
作者 邓清华 胡乐豪 +1 位作者 石志昊 丰镇平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期116-123,共8页
针对不同进汽参数条件下水蒸气从过热区膨胀进入湿蒸汽区的自发凝结规律问题,采用数值模拟方法研究其流过拉伐尔喷管时在非平衡和平衡条件下的凝结特性,分析了进汽参数对水蒸气非平衡凝结过程的过冷度、液滴数、湿度、压比以及马赫数的... 针对不同进汽参数条件下水蒸气从过热区膨胀进入湿蒸汽区的自发凝结规律问题,采用数值模拟方法研究其流过拉伐尔喷管时在非平衡和平衡条件下的凝结特性,分析了进汽参数对水蒸气非平衡凝结过程的过冷度、液滴数、湿度、压比以及马赫数的影响,比较了其平衡凝结和非平衡凝结特性的差异。结果表明:当进汽压力较低时,水蒸气非平衡凝结过冷度较大,压力和马赫数的突跃现象显著;随着进汽压力提高,非平衡凝结造成的参数突跃变化减小,出口湿度逐渐增大,当p/p c为0.8时,出口湿度超过了20%。通过比较水蒸气的平衡凝结和非平衡凝结特性,发现喷管进汽压力较低时,水蒸气非平衡凝结与平衡凝结计算结果的差异显著,Wilson点在平衡态中湿度达到8.40%;而当进汽压力接近临界压力时,平衡凝结的计算结果基本接近非平衡凝结的结果,Wilson点在平衡态中的湿度仅为1.98%。 展开更多
关键词 水蒸气 非平衡凝结 平衡凝结 拉伐尔喷管
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颗粒物沉积与平板气膜冷却耦合效应的数值研究
5
作者 伍赫 郝子晗 +1 位作者 杨星 丰镇平 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期107-118,共12页
基于颗粒物沉积模型与动网格技术,研究了不同冷气质量流量比与颗粒物直径下气膜冷却平板表面的沉积特性及颗粒形成沉积物后对平板气膜冷却性能的影响。结果表明:在颗粒速度较低时,冷气射流对颗粒的吹拂作用使其难以在气膜孔下游沉积,且... 基于颗粒物沉积模型与动网格技术,研究了不同冷气质量流量比与颗粒物直径下气膜冷却平板表面的沉积特性及颗粒形成沉积物后对平板气膜冷却性能的影响。结果表明:在颗粒速度较低时,冷气射流对颗粒的吹拂作用使其难以在气膜孔下游沉积,且冷气射流结构对颗粒的阻隔与卷吸作用使得气膜孔下游两侧形成明显的脊状沉积带;平板表面的沉积效率随颗粒直径的变化呈现双峰分布;在较大的质量流量比下,冷气射流两侧拢起的脊状沉积带会使得气膜冷却效率显著提高,相比沉积前最大提升了6.15%;同时,颗粒沉积物能增强冷气的横向扩散,使得横向平均冷却效率有一定程度的提升。总体而言,颗粒沉积物对气膜冷却性能的影响由沉积分布特征与沉积量共同决定。 展开更多
关键词 颗粒物沉积 气膜冷却 冷气质量流量比 斯托克斯数 动网格
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燃气轮机拉杆转子非线性动力学特性研究 被引量：4
6
作者 达琦 袁奇 李浦 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期43-51,共9页
针对燃气轮机组合式转子轮盘间存在的非线性刚度对转子动力学特性产生的特殊影响,对比研究了关于拉杆转子三次方和双线性两种非线性刚度模型的动力学特性:首先,基于双圆盘拉杆转子模型,通过三维有限元法计算得到其弯曲刚度随转角的变化... 针对燃气轮机组合式转子轮盘间存在的非线性刚度对转子动力学特性产生的特殊影响,对比研究了关于拉杆转子三次方和双线性两种非线性刚度模型的动力学特性:首先,基于双圆盘拉杆转子模型,通过三维有限元法计算得到其弯曲刚度随转角的变化规律;然后,采用三次方模型拟合非线性刚度,建立拉杆转子无量纲控制方程,并基于谐波平衡法和Broyden迭代优化算法计算稳态响应,进而分析系统参数对非线性响应的影响规律;最后,基于双线性刚度模型对比研究拉杆转子非线性响应。研究结果表明,两种模型均能模拟转子升降速过程中的幅值突变效应,但两种模型发生振幅突跳现象的原因不同,且在响应不稳定区域附近的动力学特性不同;三次方刚度模型对这种非线性现象的描述更加准确,其数值模拟结果具有更加丰富的非线性动力学行为;为避免突跳现象对转子系统造成的不良影响,通过调整非线性系统的特定参数能够改变幅频响应曲线中不稳定区域的位置,进而有效避免转子系统工作在不稳定的频率范围内。 展开更多
关键词 拉杆转子 非线性刚度 谐波平衡法 BROYDEN算法
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翅片式弯头流动调整器的整流特性 被引量：2
7
作者 邓清华 何伟 +3 位作者 张亮 彭傲然 赵卓斌 丰镇平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期92-101,共10页
针对翅片式弯头流动调整器,采用数值方法,研究了3种实际来流条件下的整流特性,分析了其整流机理、整流性能、适用范围和压力损失情况。结果表明:弯头翅片通过压差作用形成了对转的诱导涡,将弯头外侧流体导向弯头内侧,从而大幅增强流体... 针对翅片式弯头流动调整器,采用数值方法,研究了3种实际来流条件下的整流特性,分析了其整流机理、整流性能、适用范围和压力损失情况。结果表明:弯头翅片通过压差作用形成了对转的诱导涡,将弯头外侧流体导向弯头内侧,从而大幅增强流体间的动量交换,实现了扰乱原始速度分布并形成均匀流动的效果;相对于光滑管,翅片式流动调整器的压力均匀度变化不大,速度均匀度提升了21%~36%,流向角均匀度则随进口条件变化;翅片式流动调整器的流动阻力高于叶片式流动调整器,低于孔板式流动调整器,与管束式流动调整器相当。 展开更多
关键词 弯头 流动调整器 均匀性 旋涡角 压力损失
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圆形截面双扭管内流动稳定性和均匀性评估 被引量：2
8
作者 杨国英 邓清华 +1 位作者 何伟 丰镇平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期102-112,共11页
针对圆形截面双扭管的工业输水管道中存在流动稳定性和均匀性较差的问题,基于能量梯度理论,采用数值方法,着重研究了雷诺数在6×10^(5)~1.2×10^(6)范围时,0°、90°和180°3种角度双扭管布置方式对圆形截面双扭管... 针对圆形截面双扭管的工业输水管道中存在流动稳定性和均匀性较差的问题,基于能量梯度理论,采用数值方法,着重研究了雷诺数在6×10^(5)~1.2×10^(6)范围时,0°、90°和180°3种角度双扭管布置方式对圆形截面双扭管内部流动稳定性和均匀性的影响规律。结果表明:相同雷诺数条件下,下游直管段12D范围内,180°双扭管的速度均匀性最好,0°双扭管次之,90°双扭管最差,压力均匀性的变化则刚好相反;90°双扭管在下游弯管处,流体所受合力在周向和径向存在较大分量,导致次流较强,其旋涡角在3种双扭管中最大;在本文计算的下游45D处,90°双扭管的旋涡角仍在10°左右,因而要达到流量计安装要求,还需要更长的直管段;在雷诺数6×10^(5)~1.2×10^(6)范围内,随着雷诺数增大,双扭管内部流动稳定性降低,压力均匀性降低,但是相对应的速度均匀性提升。 展开更多
关键词 双扭管 稳定性 均匀性 旋涡角
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多种载荷下超临界二氧化碳向心透平变形及应力研究 被引量：1
9
作者 冯永志 姜东坡 +3 位作者 李翔宇 杜秋晚 单维佶 谢永慧 《燃气轮机技术》 2020年第4期1-6,43,共7页
基于超临界二氧化碳(SCO2)工质的动力循环系统是目前先进动力系统的研究热点和发展方向,向心透平作为SCO2动力循环中的核心部件,其运行的安全性至关重要。本文采用热流固耦合分析方法,对一SCO2向心透平叶轮进行了强度特性分析,得到了多... 基于超临界二氧化碳(SCO2)工质的动力循环系统是目前先进动力系统的研究热点和发展方向,向心透平作为SCO2动力循环中的核心部件,其运行的安全性至关重要。本文采用热流固耦合分析方法,对一SCO2向心透平叶轮进行了强度特性分析,得到了多种载荷对于叶轮变形和应力分布的影响。结果表明:温度载荷对于变形大小占据主导地位,气动载荷及离心力载荷对变形影响较小,全部载荷工况下叶轮最大总位移为2.421 mm,位于叶轮轮盘外径处;离心力载荷对等效应力贡献最大,温度载荷导致叶轮叶片根部前缘圆角处的应力集中,气动载荷对叶轮等效应力贡献较小,全部载荷工况下叶轮最大等效应力为267.91 MPa,位于叶轮轮背向凸台段过渡圆弧处。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 热流固耦合方法 向心透平 变形 应力
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