导读:本文包含了章动不稳定性论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:诱导轮,涡轮泵,数值模拟,实验研究
章动不稳定性论文文献综述
付燕霞[1]（2014）在《涡轮泵及诱导轮流动不稳定性及空化特性研究》一文中研究指出本文是在国家自然科学基金重点项目“水力机械空化特性及对策”(51239005)、国家自然科学基金项目“离心泵进口流场畸变诱导低频频率特性的研究”(51349004)和江苏省博士创新计划“离心泵内部低频汽蚀机理及规律研究”(CXLX11_0577)的资助下开展工作的。涡轮泵是液体火箭动力装置系统的重要组件之一,必须满足在高温高压的苛刻环境下安全工作的需要。随着航天技术的进一步发展,涡轮泵的高效、高抗空化性及其稳定运行是火箭动力装置的关键指标。目前,在火箭发动机涡轮泵前加装诱导轮已成为保证涡轮泵获取优越空化性能的关键技术。通过在涡轮泵前加装诱导轮,主要目的是对推进剂进行加压,从而产生一定的扬程来提高涡轮泵叶轮入口压力,进而可避免涡轮泵内部发生空化破坏和产生不稳定流动现象,以提高涡轮泵的抗空化性能。因此,本文基于数值模拟和实验相结合的方法对涡轮泵及诱导轮的水力性能、空化特性及其不稳定流动特性进行了系统的研究。本文的主要工作和创新性成果有：1.总结了火箭发动机涡轮泵及诱导轮的国内外研究现状：包括诱导轮的类型、内部流动理论及其内部流动不稳定现象,例如,旋转失速、旋转颤振、喘振现象、旋转空化、不对称叶片空化、回流漩涡空化及高阶旋转不稳定现象的发生条件,以及它们相应的特性。2.总结了意大利比萨航空推进公司Alta空化泵转子动力测试系统CPRTF的主要测试设备、测试功能及相关试验内容的实验步骤：如水力性能测试、空化性能试验以及压力脉动试验等。同时,也介绍了涡轮泵及诱导轮内部非定常流动与空化流动的数值模拟理论与方法。3.系统地研究了预测火箭涡轮泵及诱导轮内部流动及其水力性能的方法：考虑了不同网格、边界条件、湍流模型、进出管道长度、进出口静压读取位置以及工作介质温度对DAPROT3诱导轮与VAMPIRE涡轮泵水力性能的影响,并通过与其相应的试验数据对比。研究结果表明,DAPROT3诱导轮性能受湍流模型、进出口管道长度、进出口静压采集位置、叶顶间隙,以及温度的影响较大,尤其在小流量下这一影响更明显；基于较短的进出口管道与叶顶间隙较小(0.8mm)的DAPROT3诱导轮扬程-流量曲线明显较高于进出口管道较长且叶顶间隙较大的DAPROT3诱导轮扬程-流量曲线。但这些因素对VAMPIRE涡轮泵水力性能的计算结果影响较小。结果表明DAPROT3诱导轮与VAMPIRE涡轮泵水力性能的计算结果与其试验结果吻合较好。4.针对不同温度对各工况下VAMPIRE涡轮泵与2种不同叶顶间隙的DAPROT3诱导轮的空化流动同时进行了数值模拟与实验研究。结果表明,在小流量工况下,叶顶间隙为0.8mm的DAPROT3诱导轮在温度升高时其整个空化性能影响不大；随着叶顶间隙的增加,DAPROT3诱导轮内部发生了不稳定空化现象,使得诱导轮扬程出现振荡变化的趋势。另外,针对DAPROT3诱导轮的内部空化流动数值模拟结果与空化可视化试验研究结果进行对比,发现DAPROT3诱导轮叶片上的空泡分布与其空化可视化实验中各叶片前缘及叶片背面出现的空泡体积分布规律吻合较好。而在小流量下与大流量下VAMPIRE涡轮泵的空化特性出现明显不同,且受温度的影响较显着。5.首次通过数值模拟与实验相结合的方法,研究低温与高温下加装与不加装DAPROT3诱导轮对VAMPIRE涡轮泵的水力性能与空化性能的影响,发现加装DAPROT3诱导轮对各小流量工况下VAMPIRE涡轮泵的扬程影响较大,VAMPIRE涡轮泵的空化性能得到明显改善。6.首次获得基于Rayleigh-Plesset均相流空化模型预测常温下VAMPIRE涡轮泵扬程下降3%以前的空化性能相对准确,且预测高温下VAMPIRE涡轮泵扬程下降5%相对准确的结论；但当涡轮泵内部发生较严重的空化,扬程下降量为5%-10%时,该均相流空化模型预测涡轮泵的性能与其试验结果存在一定的偏差。可见,基于Rayleigh-Plesset均相流空化模型在高温与空化发生较严重时,其预测结果有局限性。7.通过DAPROT3诱导轮叶片内部非定常数值模拟与压力脉动实验研究,首次针对不同工况下DAPROT3诱导轮内部不稳定流动现象进行了分类研究。结果表明,在小流量工况下,DAPROT3诱导轮中轴频及其以下的频率占主导地位,说明小流量工况下其内部存在较复杂的不稳定流动现象。8.针对IS65-50-160型低比转速离心泵内部流动不稳定现象与空化流动进行数值模拟与试验研究,得到小流量下模型泵空化性能曲线上在扬程突降前存在的-段匍匐下降区域与σ/2a的关系。通过压力脉动试验发现,各小流量工况下,模型离心泵进口管道内的压力脉动主频均在48.2Hz-51.2Hz范围内,说明此时泵内产生了旋转空化现象。9.综合小流量工况下IS65-50-160型低比转速离心泵与VAMPIRE涡轮泵内部空化流动的数值模拟与试验研究结果,可发现它们内部均出现了不稳定空化现象,例如旋转空化或不对称叶片空化现象等。(本文来源于《江苏大学》期刊2014-04-01）
杨丹[2]（2008）在《旋转固体火箭发动机飞行器的章动不稳定性研究》一文中研究指出自旋稳定固体火箭发动机飞行器随着发动机尺寸的增大,工作时间的增长,在发动机工作末期出现了不可预见的不稳定性运动。飞行器由固体火箭发动机点火平台引入了小幅度的摇摆,被称为“圆锥运动”或“章动不稳定性”,这一小幅度摆动在发动机工作后半段被逐渐放大,摆动幅度在发动机工作结束时突然停止增长,且使得在某些飞行器上章动角度最终甚至达到了约17°。传统的旋转火箭动力学理论不能对这一现象做出解释,因为遥测数据显示,不稳定性的严重程度取决于飞行器的质量属性特点以及一些其它的系统参数。虽然之后人们在出现这一类问题的飞行器上增加了章动控制系统,但其质量较大,使得飞行器的消极质量占了很大一部分,这是与固体火箭飞行器的结构简单、低成本相矛盾的。因此,对不稳定性的产生机理有深入全面的理解是十分重要的。本论文在现有关于飞行器章动不稳定性特点描述的基础上,对这一不稳定现象进行了研究,主要完成以下几项工作：首先,通过空间飞行器姿态运动的分析,对火箭发动机飞行器的章动不稳定性运动进行了推导,并结合实际遥测数据以及一系列发生这一问题飞行器的特点,对章动不稳定性的产生机理进行了分析,初步得到了飞行器自身参数变化以及发动机内部气流的相对运动是影响飞行器侧向角运动的主要因素。其次,在对内部气流的流动状态做出适当假设的基础上,基于飞行器系统整体运动方程的基础上,考察系统质量变化对飞行器系统姿态运动的影响。通过对几种典型装药的计算可知,随着发动机内装药形式、推进剂燃烧方式的不同,系统姿态运动变化的规律也是不同的。在端面燃烧情况下,固体装药质量的消失对旋转运动的影响是有利的,使得飞行器侧向角速度逐渐趋于稳定；而对于管形装药,结果却刚好相反,质量的消失使旋转的侧向角速度以指数方式递增,从而导致了飞行器的不稳定。第叁,基于飞行器系统参数的线性化处理,求解运动方程,确定求解姿态变化,并具体分析了喷气阻尼力矩与推力偏心力矩的不同作用效果,研究了飞行器整体运动随飞行器参数的变化规律。通过对运动方程的求解,得到不同的飞行器参数变化对整体运动的影响也是不同的。第四,将Flandro的非稳态气流作用力矩模型引入到飞行器运动方程中,同样采用线性化的系统参数进行计算,结果表明非稳态气流产生的侧向扰动力矩是飞行器发生不稳定性运动的主要因素。最后,在已有结论的基础上对发动机内非稳态不可压缩内流场进行数值模拟,得到了旋转发动机内流场涡核流动的变化规律,推进剂燃烧表面变化较复杂的发动机,其涡核流动现象也较复杂。发动机内的复杂非稳态气流与飞行器摇摆运动的相互作用,激发了气流的非稳态运动,这是飞行器发生章动不稳定性的诱发原因。本文的研究成果和结论对旋转固体火箭发动机飞行器的章动不稳定性问题具有十分重要的意义和实用价值。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2008-12-01）
郜冶,杨丹,熊永亮[3]（2008）在《旋转飞行器固体火箭发动机引起的章动不稳定性分析》一文中研究指出文中采用变质量系统的方法,分析了旋转固体火箭发动机工作过程中的章动不稳定性问题。将发动机内部装药简化为变质量系统的药柱,通过对系统姿态运动方程的分析,得到质量变化对飞行器旋转姿态运动的影响,并对几种典型装药进行了计算分析。结果表明,在端面燃烧情况下,固体装药质量的消失对旋转运动的影响是有利的,使得飞行器侧向角速度逐渐趋于稳定;而对于管形装药,结果却刚好相反,质量的消失使旋转的侧向角速度以指数方式递增,从而导致了飞行器的不稳定。通过对结果的分析,提出了发动机如何控制旋转章动和稳定性的设计思想,分析方法也可以帮助解决复杂装药旋转固体火箭发动机飞行器的章动不稳定性问题。(本文来源于《宇航学报》期刊2008年01期）
程金送,凌爱民[4]（1991）在《应用FLOQUET理论分析直升机旋翼-机身耦合动不稳定性》一文中研究指出本文详细论述了求解周期系数微分方程的Floquet理论及其在直升机旋翼-机身耦合动不稳定性分析中的应用,建立了一套实用的计算方法。这种计算方法,不仅可以分析旋翼特性各向同性的情况,还可以分析旋翼特性各向异性的情况,尤其对于旋翼特性各向异性情况下的旋翼-机身耦合动不稳定性的分析,该计算方法是目前最为有效和可靠的方法。本文给出了旋翼特性各向同性和各向异性情况下直升机旋翼-机身耦合动不稳定性算例计算结果,分析了一个减摆器失效和减摆器阻尼特性存在差异度情况下的耦合系统的动不稳定性,并得出明确的结论。(本文来源于《飞行力学》期刊1991年02期）
章动不稳定性论文开题报告
（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：
自旋稳定固体火箭发动机飞行器随着发动机尺寸的增大,工作时间的增长,在发动机工作末期出现了不可预见的不稳定性运动。飞行器由固体火箭发动机点火平台引入了小幅度的摇摆,被称为“圆锥运动”或“章动不稳定性”,这一小幅度摆动在发动机工作后半段被逐渐放大,摆动幅度在发动机工作结束时突然停止增长,且使得在某些飞行器上章动角度最终甚至达到了约17°。传统的旋转火箭动力学理论不能对这一现象做出解释,因为遥测数据显示,不稳定性的严重程度取决于飞行器的质量属性特点以及一些其它的系统参数。虽然之后人们在出现这一类问题的飞行器上增加了章动控制系统,但其质量较大,使得飞行器的消极质量占了很大一部分,这是与固体火箭飞行器的结构简单、低成本相矛盾的。因此,对不稳定性的产生机理有深入全面的理解是十分重要的。本论文在现有关于飞行器章动不稳定性特点描述的基础上,对这一不稳定现象进行了研究,主要完成以下几项工作：首先,通过空间飞行器姿态运动的分析,对火箭发动机飞行器的章动不稳定性运动进行了推导,并结合实际遥测数据以及一系列发生这一问题飞行器的特点,对章动不稳定性的产生机理进行了分析,初步得到了飞行器自身参数变化以及发动机内部气流的相对运动是影响飞行器侧向角运动的主要因素。其次,在对内部气流的流动状态做出适当假设的基础上,基于飞行器系统整体运动方程的基础上,考察系统质量变化对飞行器系统姿态运动的影响。通过对几种典型装药的计算可知,随着发动机内装药形式、推进剂燃烧方式的不同,系统姿态运动变化的规律也是不同的。在端面燃烧情况下,固体装药质量的消失对旋转运动的影响是有利的,使得飞行器侧向角速度逐渐趋于稳定；而对于管形装药,结果却刚好相反,质量的消失使旋转的侧向角速度以指数方式递增,从而导致了飞行器的不稳定。第叁,基于飞行器系统参数的线性化处理,求解运动方程,确定求解姿态变化,并具体分析了喷气阻尼力矩与推力偏心力矩的不同作用效果,研究了飞行器整体运动随飞行器参数的变化规律。通过对运动方程的求解,得到不同的飞行器参数变化对整体运动的影响也是不同的。第四,将Flandro的非稳态气流作用力矩模型引入到飞行器运动方程中,同样采用线性化的系统参数进行计算,结果表明非稳态气流产生的侧向扰动力矩是飞行器发生不稳定性运动的主要因素。最后,在已有结论的基础上对发动机内非稳态不可压缩内流场进行数值模拟,得到了旋转发动机内流场涡核流动的变化规律,推进剂燃烧表面变化较复杂的发动机,其涡核流动现象也较复杂。发动机内的复杂非稳态气流与飞行器摇摆运动的相互作用,激发了气流的非稳态运动,这是飞行器发生章动不稳定性的诱发原因。本文的研究成果和结论对旋转固体火箭发动机飞行器的章动不稳定性问题具有十分重要的意义和实用价值。
（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。
章动不稳定性论文参考文献
[1].付燕霞.涡轮泵及诱导轮流动不稳定性及空化特性研究[D].江苏大学.2014
[2].杨丹.旋转固体火箭发动机飞行器的章动不稳定性研究[D].哈尔滨工程大学.2008
[3].郜冶,杨丹,熊永亮.旋转飞行器固体火箭发动机引起的章动不稳定性分析[J].宇航学报.2008
[4].程金送,凌爱民.应用FLOQUET理论分析直升机旋翼-机身耦合动不稳定性[J].飞行力学.1991