《渦扇發動機壓縮系統不穩定流動的建模、預測和控制》是依託北京大學，由王勇擔任負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：渦扇發動機壓縮系統不穩定流動的建模、預測和控制
- 項目負責人：王勇
- 項目類別：重點項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
流動穩定性問題是限制現代航空渦扇發動機性能的主要瓶頸之一。本項目擬針對渦扇發動機壓縮系統不穩定流動的建模、預測與控制中的若干核心理論與技術問題進行多學科交叉研究，獲得對提升現有發動機穩定性和性能具有指導意義的原創性研究成果。我們將研究渦扇發動機在超/跨音速條件下壓氣機不穩定流動產生的物理機理；利用實驗和數值仿真數據，建立低階非線性動力學模型；用輸入輸出辨識旋轉失速/葉片顫振的Hopf分岔的亞臨界/超臨界特性，並將辨識的信息用來設計流動不穩定性的主動控制器；在低壓軸流壓氣機上用實驗實現和驗證系統辨識和主動控制理論框架；提出與航空發動機流動控制相關的分散式系統模態辨識的新方法，研究與渦扇發動機相關的非線性模型降階及主動控制的分析與綜合的一般性方法。本項目的多學科性質旨在促進自動控制與力學的學科交叉，拓寬現有自動控制學科的研究領域。
結題摘要
該項目已完成計畫書中預定的研究目標，取得以下成果： 1. 將神經網路的確定學習方法套用於軸流低壓壓氣機的Mansoux模型，根據數值模擬數據和實驗數據，構建了該壓氣機旋轉失速先兆RBF神經網路模式庫，給出了一種旋轉失速先兆辨識的快速算法，並在低壓壓氣機實驗台上得到驗證。 2. 將壓氣機動力學模型簡化為有限維非線性系統，給出了周期干擾下的亞臨界Hopf分岔預測方法，給出了周期解不穩定的幅值判據和頻譜判據。並將該判據套用於具有進氣畸變的壓氣機Moore-Greitzer模型，利用不同高度擋板產生不同程度總壓畸變，實驗驗證了判據的有效性。 3. 研究基於流固耦合的失速顫振機理，提出了壓氣機葉片對進氣總壓畸變和上游靜子尾流干擾下的氣動彈性預測方法，數值計算結果與跨音速壓氣機的實驗結果相吻合，開發了相關計算軟體。 項目組共發表學術論文57篇，其中SCI收錄17篇，EI收錄40篇；獲發明專利2項；聯合培養博士後2人，博士生25人，培養碩士生38人。項目組成員參加國際學術會議19人次。
