一、轴流压缩系统过失速行为的非线性分叉分析（论文文献综述）
王萌[1]（2020）在《基于谐波平衡法的压气机非稳定工况流场研究》文中指出燃气轮机由于其功率密度大,机动性能好等特点被广泛应用于航空、舰船、发电等诸多领域。压气机作为燃气轮机的三大核心部件之一,其工作性能对燃气轮机整机的工作性能有着决定性作用。先进的发动机设计技术在很大程度上依赖人们对压气机内部流动的认识程度,进一步研究复杂工况下的压气机内部流动特征,对于提高压气机技术是十分必要的。本文采用先进的数值模拟方法,首先对轴流压气机在稳定状态下的级间干涉现象进行了研究,其次,对压气机在失稳状态下的失速特性以及喘振特性分别进行了全三维的动态模拟,最后就相关数值模拟结果进行了讨论分析。主要研究内容分为以下几点:（1）以NASA Stage35型跨音速轴流压气机为研究对象,在设计转速下对其工作特性及内部流场进行了数值模拟研究,通过与实验数据进行对比验证了本文所采用数值方法的有效性。在此基础之上,提出了一种基于谐波平衡法的压气机性能快速预测方法,并与传统的双时间步长法的计算精度及计算效率进行了对比。结果表明,采用基于谐波平衡法的压气机性能快速预测方法求解叶轮机械的内部周期性非定常流动是切实可行的,相比传统的双时间步长法,在保证计算精度的同时可以大大提高叶轮机械内非定常流动的计算效率,其计算速度相比传统的数值模拟方法至少提高了10倍以上;（2）采用谐波平衡法对轴流压气机中前后叶排间的相互干涉作用所引起的非定常流动特征进行了数值模拟研究,并在此基础之上,在自主开发的数值模拟软件SPARC中,采用所提出的基于谐波平衡法的快速预测方法对多级轴流压气机中的级间干涉现象在全通道中进行了研究。结果表明,由于相邻叶排间上下游叶片间相对位置的不同,使得级间间隙中的流动在周向方向上呈现出非均匀的流动状态,虽然这种非均匀的流动特征在前面级中几乎可以忽略不计,但是随着压气机级数的增多,这种非均匀特征会持续地累积,并且最终在压气机后面级中形成较为严重的不均匀流动,给压气机的安全运行带来隐患。（3）结合UDF技术发展了压气机出口处流动参数的动态调节模型,提出了一种压气机失速的预测方法,在全通道中对该型压气机转子叶片通道中的失速产生及发展过程进行了全三维的数值模拟研究。结果表明,随着压气机进出口处质量流量的下降,失速开始发生,并在接下来的数个旋转周期内完全进入失速状态,失速团的大小和位置都具有明显的不确定性。在整个失速的发展过程当中,一些小的失速团会逐渐融合。当压气机完全进入失速状态以后,叶片通道中的失速扰动信号以压气机转速的47%左右沿着周向方向旋转。（4）对传统的非线性谐波平衡法进行了一定的发展,结合前人提出的出口容积控制模型建立了一种用于预测压气机喘振的数值模拟方法,在自主开发的数值模拟软件SPARC中对压气机在喘振工况下的内部流动特征进行全三维数值模拟研究,获得了压气机在喘振工况下数十个旋转周期上的内部流动状态。结果表明,当喘振发生时,气流在压气机内部产生了大范围的周期性往复震荡,完成一个喘振周期至少需要经历11个旋转周期以上,当系统体积和平均工作流量发生改变时,压气机喘振频率一般处于14.32-26.04Hz之间。最后,通过对比亥姆霍兹共振频率理论计算结果与采用数值模拟方法计算得到的压气机喘振频率可以发现,采用数值模拟计算得到的压气机在不同系统体积条件下的喘振频率与采用亥姆霍兹共振频率计算得到的理论结果处于同一量级,且变化趋势基本相同,但两者之间存在着较为显着的差异。
欧阳运芳,李建兰[2]（2017）在《基于临界B参数的航空发动机压气机喘振监测研究》文中提出喘振是航空发动机压气机的一种常见故障,对喘振开展有效监测是航空飞机安全运行的重要保障。本文提出了一种基于临界B参数的航空发动机压气机喘振监测新方法。在Moore-Greitzer不可压缩压气机模型基础上,分析了航空发动机压缩系统方程的稳定性,采用分岔理论推导了压气机临界B参数的表达式,得到了压气机全工况临界Bcr参数曲面图,可实现对运行状态中的压气机喘振进行实时监测及预防。
向宏辉,吴虎,高杰,刘昭威,葛宁[3]（2017）在《轴流压气机试验系统两类气动耦合问题初探》文中指出针对压气机试验设备与试验件之间存在的气动耦合问题,探讨了压气机试验系统中影响试验对象性能评定的两类边界影响因素。通过构建理论分析模型,研究了进气系统压力损失对压气机试验特性的影响,和排气系统容腔效应对压气机过失速性能的影响。结果表明:（1）敞开吸气式压气机试验进气系统中流动损失最大的区域集中在进气节流阀处,依据各节流元件具体类型分段建立流动损失模型,可为间接获取压气机试验件进口压力参数提供新的自由度;（2）将试验设备排气节流装置直接布置在试验件流道出口,可抑制排气系统的容腔效应,保证压气机部件台架安装环境下的稳定性试验结果更趋近于整机工作环境;（3）相比于大流量风扇,高负荷多级压气机气动稳定性对于试验排气系统的容腔效应表现得更敏感。
杨帆[4]（2016）在《压缩系统过失速动态模型研究》文中研究说明基于防喘系统的设计需求,本文开展了压缩系统过失速动态模型的研究。研究对象包括三种不同类型的压缩系统:压缩部件、单轴涡喷发动机、小涵道比双轴涡扇发动机。通过对压缩系统内部流场的简化和结构单元的划分,建立压缩系统的物理模型。物理模型中任一单元的控制方程为带源项的二维欧拉方程组,给定边界条件和初始条件,采用龙格库塔方法时间推进求解。根据理论模型,基于VC++语言平台,编制了界面友好的发动机过失速动态特性分析系统。软件拥有方便快捷的模型编辑功能,并能够以图形或表格等直观的形式显示或输出计算结果。利用该软件对三种压缩系统进行了旋转失速和喘振动态过程的模拟,计算结果能够正确反映旋转失速和喘振的基本特征,验证了模型和计算方法的可靠性,对涡扇发动机喘振信号频率的预测精度已在我国某型号发动机的试车实验中得到了验证,满足工程精度要求。通过调节尾喷管的开度,实现了压缩系统的退喘,结果显示:退出喘振状态过程不存在流量滞后,而退出旋转失速状态过程存在流量滞后现象。通过开展尾喷管容腔对发动机喘振频率的影响研究发现,尾喷管容腔越大,其喘振频率越低,这与现有的认识是一致的。
郏书轩[5]（2016）在《高炉压缩机系统效率优化与控制策略研究》文中进行了进一步梳理高炉压缩机送风系统是高炉炼铁生产流程中能源消耗的关键环节,也是整个生产过程中的动力枢纽。根据国家对高耗能企业提出的节能减排要求,利用控制理论方法对高炉压缩机系统进行优化控制,提高压缩机送风效率并节约能源。目前高炉压缩机送风系统存在性能曲线随入口环境变化发生偏移,且压缩机性能特性曲线与管网特性曲线不匹配的问题。因此,对压缩机系统效率优化与控制策略的研究具有重要意义。本文首先对该领域国内外研究现状做了具体的分析。目前针对压缩机入口环境的补偿方法过于粗略,且传统的PID控制方法无法达到节约能源的要求。本文通过分析压缩机性能曲线随入口环境的变化规律,结合风机相似定律推导出了压缩机风量风压修正系数,再根据热力学原理建立了压缩机温度补偿模型,得到补偿后的压缩机转速,提出了压缩机入口环境分级温度补偿方案。其次,在MG模型的基础上,通过分析压缩机系统的工作机理,推导出了适合压缩机控制器设计的双输入双输出非线性动力学模型。对压缩机非线性模型进行了处理,并利用非线性状态反馈精确线性化设计了压缩机系统控制律,提出了基于非线性状态反馈的压缩机跟踪控制方案。基于上述分析和设计结果,借助Matlab/simulink仿真平台对压缩机入口环境补偿方法和非线性状态反馈跟踪控制方案进行了仿真验证。仿真结果表明,本文提出的入口环境补偿方法可以有效补偿因环境因素变化引起的压缩机工况改变问题,达到了节约能源的目的。通过对压缩机工况变得仿真,证明了非线性状态反馈跟踪控制方案的稳定性和跟随性,通过调节压缩机转速和出口节流阀开度可以使压缩机性能特性曲线与管网曲线相匹配,并最大程度上跟踪高炉需求负荷,达到了节约能源和效率优化的目的。
艾延廷,周海仑,孙丹,王志,张凤玲,田晶[6]（2015）在《航空发动机整机振动分析与控制》文中研究表明针对航空发动机整机振动问题的复杂性和多样性,以整机振动的振源分析为出发点,总结国内外关于转子系统故障、气流激振、轴承故障、齿轮故障和结构局部共振等引起的整机振动的研究情况,结合航空发动机整机结构动力学、支承动刚度和连接结构刚度动力学设计的国内外研究情况,从整机振动的装配工艺参数分析、转子不同心度控制和转子不平衡量控制等几个方面,总结航空发动机整机振动的控制方法。然后,在分析航空发动机整机振动测试方法和标准的基础上,总结了航空发动机的转子动力学特性以及机匣支承的振动特性测试相关技术。最后,整理分析了航空发动机整机振动常用的故障诊断方法和常见整机振动故障的特征,为航空发动机的设计以及整机振动抑制技术提供了参考。
汪星星[7]（2015）在《基于反步法的航空发动机失稳控制》文中进行了进一步梳理轴流式压气机作为航空发动机的重要组成部分,能够为发动机燃烧室提供高压空气。近年来,轴流式压气机不断地朝着高增压比、高效率的方向发展,然而,航空发动机中的两种失稳现象,即旋转失速和喘振一直限制着压气机性能的提高。旋转失速发生时,发动机的推力会大幅度的下降,并且压气机通道内的叶片会因为长时间受到失速团的应力作用而发生断裂;喘振发生时,大幅度的气流振荡可能会在短时间内造成发动机爆炸。可以说,航空发动机的失稳给飞机的安全飞行带来极大的隐患,对旋转失速和喘振的控制也越来越受到人们的关注。第一章对轴流式压气机的结构和工作原理进行了简单的介绍,并叙述了压缩系统稳定性模型的进展,以及旋转失速和喘振的控制方法。第二章推导了一个压气机转子转速可变时的压缩系统模型,当转子转速恒定时,该模型便退化成经典的MG模型。在MG模型的基础上,当压气机的出口处加入紧连阀（CCV）时,可以推导出带CCV的MG模型。由于MG模型是本论文研究的基础,最后对MG模型进行数值仿真。第三章从非线性动力学的角度研究MG模型,对MG模型展开分叉分析。通过MG模型的分叉行为,解释了旋转失速和喘振的发生的机理,并总结了压缩系统在什么样的情况下会进入稳定（不稳定）状态。MG模型的分叉结果可以让我们更直观的理解MG模型,为进行旋转失速和喘振控制提供思路。第四章使用反步法对航空发动机的两种失稳现象进行控制。首先,以紧连阀为执行机构,分别推导了喘振控制器和旋转失速控制器。然后,以节流阀为执行机构,推导了喘振控制器。最后,使用Matlab对所设计的控制系统进行数值仿真。最后对全文所做的工作进行了总结,并对下一步研究进行了展望。
司文杰[8]（2015）在《基于确定学习理论的低速轴流压气机旋转失速检测—仿真与试验研究》文中认为旋转失速和喘振是压气机常见的气动失稳现象,会造成压气机中流动情况恶化,压比和效率下降,甚至会导致叶片断裂,结构损坏和空中停车,严重危及飞行安全。如果能及时可靠地避免旋转失速/喘振的发生,对于提高航空发动机寿命及其性能和保障人身安全具有重要意义。旋转失速一般被认为是喘振的先兆,因此,捕捉旋转失速信号显得更为重要。本文基于确定学习理论,研究轴流压气机内部不稳定流动的建模,提前检测旋转失速和喘振的发生,以扩大压气机稳定运行范围,达到改善压气机性能的目的。主要成果和创新点概述如下:1、本文开展了低速轴流压气机模态波型失速的在线试验研究,以北京航空航天大学航空发动机重点实验室的低速轴流压气机实验台为研究对象,基于确定学习理论及动态模式识别方法,实现模态波型失速的在线提前检测。首先,在压气机机匣壁面周向布置多个动态压力传感器,获取压气机失速前和失速先兆的动态压力信号,进行离线数据处理,对模态波型旋转失速初始扰动的内在系统动态近似准确建模,并把结果存储在常值径向基函数（RBF）神经网络（NN）中。其次,研究在线试验的传感器布局、数据处理和实时性计算等,实现基于Lab VIEW的旋转失速检测系统,利用微小振动故障检测方法,在不同转速情况下,提前0.3-1秒实现对旋转失速的实时在线提前检测。2、本文研究了低速轴流压气机进口畸变下的失速检测。进口畸变是航空发动机稳定边界缩小和稳定性下降的重要因素之一,会加剧压气机内部流场的不稳定现象,甚至会引起压气机喘振的发生。因此,对进口畸变的非定常流动的捕捉为进一步提高叶轮机械的性能和稳定性有着非常重要的意义。本论文基于确定学习理论实现在进口畸变情况下预测流动失稳的发生。实验在北航航空发动机重点实验室的一台低速轴流压气机实验台上进行,利用插板扰流器模拟进口畸变的发生。进口畸变会增加不稳定流动干扰,使微弱的失速先兆信号更难捕捉。首先,研究故障估计器参数设置对故障残差的影响,寻找最优故障估计器参数,以准确预测出微小振动故障的发生。其次,利用机匣壁周向布置高频响应传感器获得进口畸变条件下动态压力数据,根据提出的基于确定学习的失速检测方法实现对畸变条件下失速先兆的检测。实验结果表明提出的方法可以完成对进口畸变下失速的提前检测。3、本文针对具有传播速度较快的小尺度扰动-突尖型失速开展建模与检测研究。突尖型失速是小尺度局部扰动,比模态波型发展速度更快,是在轴流压气机中更常见的流动崩溃现象。由于突尖型失速先兆的局部特性和流量的急剧衰减,所以很难对其进行失速前的检测。因此捕捉旋转失速或者喘振发生前的突尖型失速对主动控制更有意义。本文分析高阶Moore-Greitzer模型（Mansoux模型）,开展了突尖型失速的建模和快速检测研究。首先,基于MIT的Mansoux-C3模型仿真研究,分析其失速初始扰动类型;其次,研究通过改变RBF神经网络结构参数、寻找最优RBF神经网络结构等方法提高微小振动信号的持续激励水平,并进而提高确定学习性能,实现对突尖型旋转失速进行近似准确动力学建模的方法。再次,利用确定学习理论对突尖型失速的未知系统内部动态进行局部准确建模;最后,在主要系统动态近似准确建模的基础上,实现对突尖型失速的快速检测。本文分析和研究了模态波型失速、进口扰动以及突尖型失速,并进行了在线实验。提出的失速检测方法在低速轴流压气机旋转失速检测的仿真和试验研究中得到验证。
黄伟[9]（2013）在《航空发动机高稳定性控制及其在加速控制中的应用》文中研究指明传统的防喘控制属于被动控制方法，利用保守的喘振裕度保证了航空发动机安全工作的同时，也极大地牺牲了发动机的性能。然而，先进飞行器却对推进系统提出更高负荷、更高效率、更高推重比的要求，高稳定性控制成为先进航空发动机的必备技术之一。因此，本文在总结了国内外在该领域研究进展的基础上，围绕压气机失稳模型、压气机喘振主动控制、压气机失稳预测等高稳定性控制关键技术开展研究，并研究了高稳定性控制在涡扇发动机加速优化中的应用。推导了一个MG模型形式的轴流式压气机变转速过失速瞬态模型。新模型考虑了压气机转子动态和旋转失速高阶分量对压缩系统稳定性的影响。仿真结果表明，压气机转子转速的变化相当于系统内容扰动，有可能使系统进入气动失稳过程。为了从机理上解释压气机喘振与旋转失速现象，基于分岔理论，对MG模型开展了非线性动力学分析。旋转失速的迟滞现象由发生在压气机稳定特性线压升系数最大值点的亚临界音叉分岔引起。而喘振现象与系统的Hopf分岔相关，当参数小于某一临界值时，系统不会发生Hopf分岔。提出了喘振及旋转失速输出反馈控制、喘振及旋转失速双执行机构控制、基于二阶滑模的喘振控制、基于FLC的喘振主动/被动混合控制四种轴流式压气机喘振主动控制方案。输出反馈控制器利用流量估计器对压气机流量系数进行估计，只需要易于采集的压力信号就能实现主动控制。双执行机构控制器使用节流阀和紧连阀控制阀（Close Coupled Control Valve,CCV）同时作为主动控制的执行机构，具有比单执行机构更好的控制效果。二阶滑模喘振主动控制器利用二阶滑动模态的特性在扩展了压缩系统稳定工作范围的同时，保证了控制器对未建模动态及系统扰动等不确定性具有较强的鲁棒性。喘振主动/被动混合控制器使用放气阀门作为执行机构，喘振主动控制器作为控制系统的主模式可扩大压气机的稳定工作范围，而将防喘系统作为备份模式负责在主动控制模式失效时发挥避免压气机失稳的作用。混合控制器基于模糊逻辑设计，简化了控制设计过程及形式。提出了基于MG模型及混沌序列的压气机失稳先兆信号的模拟方法。失稳先兆信号的构造有利于开展高稳定性控制仿真试验研究。在缺少发动机喘振实验条件的情况下，可以利用构造的失稳先兆信号验证失稳预测算法的有效性。提出了基于时频分析、基于数学形态学分形维数及基于时间序列分析三种压缩系统失稳预测方案。基于时频分析的失稳预测方案利用形态滤波器等包络检测算法对隐藏在压气机测量参数轮廓中的低频扰动信号进行检测。数学形态学分形维数分析是一种先进的非线性信号处理方法，可以从信号复杂度的变化中探测系统状态的变化。复杂系统的状态变化，通常反映在系统输出信号中。对发动机稳定状态下的传感器输出信号进行时间序列建模，使用所建立的模型对传感器信号进行在线预测，模型预测误差的均方可作为发动机稳定性状况的度量。提出了一种基于SQP算法与稳定性寻优相结合的航空发动机加速优化控制方案。总结了发动机加速过程的特点及各种主要限制因素，开展了基于SQP算法的涡扇发动机加速过程优化控制研究。将SQP优化过程中的喘振裕度限制降至最低，根据失稳预测系统的输出对发动机工作点做出适当调整，实现在加速过程中剩余喘振裕度的充分利用。本文的研究成果可为喘振主动控制、稳定性寻求控制等高稳定性控制技术研究提供理论参考。
邓涛,姚宏,张广军[10]（2010）在《基于多参数轴流压缩系统的非线性流动性分析》文中研究说明为了探索轴流压缩系统的流动机理,定性分析了多参数轴流压缩系统的非线性流动行为。基于多参数轴流压缩系统Moore-Greitzer简化模型,应用非线性动力学理论,分析了轴对称流动时的平衡点稳定性和Hopf分岔行为,以及旋转失速流动时的平衡点稳定性和分岔行为。由此,在γ-β参数空间中划分了轴对称流动、旋转失速流动时轴流压缩系统稳定、不稳定流动区域分布图。结果表明:非线性动力学的稳定性分析方法可以简便地分析分岔参数作用下平衡点稳定性的变化情况;分岔分析方法可以准确地判断轴流压缩系统中过失速流动行为的起始时机;γ-β参数空间的压缩系统流动状态图可以定性地判断轴流压缩系统流动状态。
二、轴流压缩系统过失速行为的非线性分叉分析（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、轴流压缩系统过失速行为的非线性分叉分析（论文提纲范文）
（1）基于谐波平衡法的压气机非稳定工况流场研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 压气机失速及喘振产生机理研究现状 |
| 1.3 压气机失速及喘振数值模拟研究现状 |
| 1.4 谐波平衡法研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 压气机非定常数值模拟方法 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.2 湍流模型 |
| 2.3 谐波平衡法基本原理 |
| 2.4 控制方程的离散与求解 |
| 2.5 多重网格法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 稳定工况下的数值模拟方法验证 |
| 3.1 研究对象介绍 |
| 3.2 网格划分及无关性验证 |
| 3.3 数值模拟结果的实验验证 |
| 3.3.1 压气机工作特性的实验验证 |
| 3.3.2 压气机出口处流动参数分布对比 |
| 3.3.3 设计点上压气机内部流场分析 |
| 3.4 不同方法非定常数值模拟结果及计算效率对比与分析 |
| 3.4.1 非定常数值模拟条件介绍 |
| 3.4.2 不同数值模拟方法计算结果对比 |
| 3.4.3 不同数值模拟方法的计算效率对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于谐波平衡法的级间非定常流动数值模拟研究 |
| 4.1 压气机工作特性的非定常数值模拟研究 |
| 4.2 级间非定常流动数值模拟研究 |
| 4.3 多级轴流压气机级间非定常流动数值模拟研究 |
| 4.3.1 模型介绍 |
| 4.3.2 网格划分及边界条件介绍 |
| 4.3.3 数值模拟结果讨论与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 压气机失速特性的数值模拟研究 |
| 5.1 模型介绍 |
| 5.1.1 几何模型 |
| 5.1.2 网格划分 |
| 5.2 数值模拟方法 |
| 5.2.1 非定常求解参数设置 |
| 5.2.2 边界条件 |
| 5.3 数值模拟结果分析 |
| 5.3.1 压气机转子的失速特性分析 |
| 5.3.2 失速过程中压气机内部流场分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 压气机喘振特性的数值模拟研究 |
| 6.1 数值模拟方法 |
| 6.2 出口边界条件 |
| 6.3 典型喘振过程数值模拟研究 |
| 6.4 系统体积对压气机喘振特性的影响 |
| 6.5 平均质量流量对压气机喘振特性的影响 |
| 6.6 压气机喘振特性与亥姆霍兹共振频率之间的关系 |
| 6.6.1 亥姆霍兹共振频率 |
| 6.6.2 压气机喘振频率与亥姆霍兹共振频率对比分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）基于临界B参数的航空发动机压气机喘振监测研究（论文提纲范文）
| 1 前言 |
| 2 压气机稳定性分析 |
| 3 全工况临界B参数曲面 |
| 4 结语 |
（3）轴流压气机试验系统两类气动耦合问题初探（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 压气机试验系统中两类影响因素 |
| 2.1 试验进气系统对压气机气动性能的影响 |
| 2.2 试验排气系统对压气机过失速性能的影响 |
| 3 进气压力损失对压气机试验性能的影响 |
| 3.1 进气系统流动损失模型 |
| (1)锥形扩压元件 |
| (2)节流阀元件 |
| (3)突扩急缩型节流元件 |
| 3.2 基于进气损失模型的压气机试验特性修正 |
| 4 排气容腔对压气机过失速性能的影响 |
| 4.1 压气机过失速模型的改进 |
| 4.2 压气机过失速性能计算分析 |
| 5 结论 |
（4）压缩系统过失速动态模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 气动稳定性问题 |
| 1.1.2 压缩系统的过失速现象 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究工作 |
| 1.4 本文内容安排 |
| 第二章 压缩系统过失速动态理论模型研究 |
| 2.1 基本假设 |
| 2.2 压缩系统类型及单元组成 |
| 2.3 单元参数 |
| 2.3.1 单元几何参数及偏转角计算 |
| 2.3.2 压缩单元 |
| 2.3.3 涡轮单元 |
| 2.3.4 燃烧单元 |
| 2.3.5 喷管单元 |
| 2.3.6 分流单元 |
| 2.3.7 混合单元 |
| 2.4 掺混系数 |
| 2.5 周向扰动的描述方法 |
| 2.6 数学模型 |
| 2.6.1 控制体边界通量和表面压力 |
| 2.6.2 体积力 |
| 2.6.3 压气机、涡轮功 |
| 2.6.4 燃烧热 |
| 2.6.5 基本变量时间导数 |
| 2.6.6 控制体边界参数计算 |
| 2.6.7 时间推进方法 |
| 2.6.8 边界条件 |
| 2.6.9 初始条件 |
| 2.7 发动机控制规律 |
| 2.8 逼、退喘过程模拟方法 |
| 第三章 基于VC++的过失速模拟软件的设计与使用 |
| 3.1 软件概述 |
| 3.1.1 软件名称及功能 |
| 3.1.2 开发语言及平台 |
| 3.1.3 运行环境 |
| 3.2 软件结构设计 |
| 3.2.1 面向对象的设计思想 |
| 3.2.2 发动机模块化建模方法 |
| 3.2.3 算法函数库的建立 |
| 3.2.4 过失速模拟系统的功能层次设计 |
| 3.3 界面设计与使用 |
| 3.3.1 主界面 |
| 3.3.2 总体参数设置 |
| 3.3.3 通用参数设置 |
| 3.3.4 部件参数设置 |
| 3.3.5 计算参数设置 |
| 3.3.6 工作点查看器 |
| 第四章 压缩部件过失速动态过程模拟 |
| 4.1 压缩部件几何结构 |
| 4.2 压缩部件喘振模拟 |
| 4.3 压缩部件旋转失速模拟 |
| 4.4 压缩部件退喘过程模拟 |
| 4.5 压缩部件退出旋转失速过程过程模拟 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 发动机过失速动态过程模拟 |
| 5.1 涡喷发动机算例分析 |
| 5.1.1 涡喷发动机几何结构 |
| 5.1.2 涡喷发动机喘振模拟 |
| 5.1.3 涡喷发动机旋转失速模拟 |
| 5.2 涡扇发动机算例分析 |
| 5.2.1 涡扇发动机几何结构 |
| 5.2.2 涡扇发动机喘振模拟 |
| 5.2.3 涡扇发动机旋转失速模拟 |
| 5.3 尾喷管容腔对喘振频率的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（5）高炉压缩机系统效率优化与控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景及意义 |
| 1.2 高炉压缩机及其送风过程 |
| 1.2.1 高炉压缩机 |
| 1.2.2 压缩机送风过程 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 压缩机模型与控制方法研究进展 |
| 1.3.2 压缩机设计结构研究进展 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 1.4.1 研究内容与创新点 |
| 1.4.2 章节安排 |
| 第二章 高炉压缩机工作机理分析 |
| 2.1 轴流式压缩机工作原理 |
| 2.2 压缩机性能曲线及工况点 |
| 2.2.1 压缩机性能特性曲线 |
| 2.2.2 压缩机运行工况点 |
| 2.3 压缩机变工况因素分析 |
| 2.3.1 变转速调节 |
| 2.3.2 出口节流阀调节 |
| 2.3.3 入口节流阀调节 |
| 2.3.4 轴流压缩机动静叶调节 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 压缩机入口环境优化补偿 |
| 3.1 风机相似理论 |
| 3.1.1 相似条件及相似定律 |
| 3.1.2 相似理论的应用 |
| 3.2 压缩机分级温度补偿优化控制 |
| 3.2.1 压缩机入口环境影响因素分析 |
| 3.2.2 压缩机温度补偿模型的建立 |
| 3.2.3 分级温度补偿模型求解 |
| 3.2.4 防喘振公式推导 |
| 3.3 仿真验证 |
| 3.3.1 节电率计算 |
| 3.3.2 模型验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 压缩机系统建模及分析 |
| 4.1 Moore-Greitzer模型 |
| 4.2 压缩机动力学模型建立 |
| 4.2.1 压缩机系统机理结构 |
| 4.2.2 模型假设 |
| 4.2.3 压缩机机理模型推导 |
| 4.2.4 压缩机动力学模型 |
| 4.3 压缩机动力学模型仿真分析 |
| 4.3.1 压缩机模型平衡点 |
| 4.3.2 模型稳定性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 压缩机非线性状态反馈跟踪控制设计 |
| 5.1 压缩机模型反馈线性化 |
| 5.1.1 非线性状态反馈精确线性化 |
| 5.1.2 压缩机模型反馈控制律设计 |
| 5.2 压缩机控制系统仿真结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文内容总结 |
| 6.2 进一步研究与展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）航空发动机整机振动分析与控制（论文提纲范文）
| 1 航空发动机整机振动振源分析 |
| 1.1 转子故障引起的振动 |
| 1.1.1 转子不平衡 |
| 1.1.2 转子不对中 |
| 1.1.3 转静子碰摩 |
| 1.1.4 转子积液 |
| 1.1.5 转子支承松动 |
| 1.2 支承刚度非线性 |
| 1.2.1 挤压油膜阻尼器 |
| 1.2.2 滚动轴承 |
| 1.3 气流引起的振动 |
| 1.3.1 叶栅尾流 |
| 1.3.2 密封气流激振 |
| (1) 加装反预旋装置 |
| (2) 周向遮挡 |
| (3) 阻尼密封 |
| 1.3.3 喘振与失速 |
| 1.4 齿轮引起的振动 |
| 1.5 失谐叶盘 |
| 1.6 机匣的振动 |
| 2 发动机结构动力学设计与整机振动控制 |
| 2.1 发动机整体结构动力学设计 |
| 2.1.1 双转子发动机固有特性计算 |
| 2.1.2 发动机整机有限元建模分析 |
| 2.1.3 转子-滚动轴承-机匣动力学建模分析 |
| 2.2 考虑支承动刚度和连接结构刚度的动力学设计 |
| 3 装配工艺参数检测与整机振动的控制 |
| 3.1 航空发动机整机振动的控制参数分析 |
| 3.2 转子不同心度控制技术 |
| 3.3 转子不平衡量控制技术 |
| 4 发动机整机振动试验测试与故障诊断 |
| 4.1 发动机整机振动的测试方法与振动标准 |
| 4.1.1 发动机整机振动的测试方法 |
| 4.1.2 发动机整机振动的标准 |
| 4.2 转子动力学特性测试技术 |
| 4.3 发动机机匣支承振动特性测试技术 |
| 4.4 整机振动的故障诊断技术 |
| 4.4.1 整机振动的故障诊断方法 |
| 4.4.2 整机振动的故障特征 |
| 5 总结与展望 |
（7）基于反步法的航空发动机失稳控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 轴流式压气机简介 |
| 1.1.1 轴流式压气机工作原理 |
| 1.1.2 压气机的工作范围 |
| 1.2 压气机中的不稳定流态 |
| 1.2.1 旋转失速 |
| 1.2.2 喘振 |
| 1.3 研究背景与意义 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 压缩系统稳定性模型研究现状 |
| 1.4.2 旋转失速与喘振控制研究现状 |
| 1.5 本文章节安排 |
| 第2章 轴流压缩系统稳定性模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 压缩系统 |
| 2.3 变转速压缩系统稳定模型 |
| 2.3.1 转子动量守恒方程 |
| 2.3.2 总压升方程 |
| 2.3.3 容腔质量平衡方程 |
| 2.3.4 最终数学模型 |
| 2.4 常转速压缩系统稳定性模型 |
| 2.4.1 MG模型 |
| 2.4.2 带CCV的MG模型 |
| 2.5 MG模型数值仿真 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 MG模型分叉分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论基础 |
| 3.2.1 动力系统结构稳定性和分 |
| 3.2.2 静态分叉 |
| 3.2.3 Hopf分叉 |
| 3.3 MG模型分叉分析 |
| 3.3.1 压缩系统的平衡点 |
| 3.3.2 失速延迟现象分析 |
| 3.3.3 基于单参数的静态分叉分析 |
| 3.3.4 基于双参数的Hopf分叉分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于反步法的旋转失速与喘振控制 |
| 4.1 带CCV的MG模型的坐标变换 |
| 4.1.1 平衡点 |
| 4.1.2 坐标变换 |
| 4.2 喘振控制器设计 |
| 4.3 旋转失速控制器设计 |
| 4.4 数值仿真 |
| 4.4.1 喘振控制器仿真 |
| 4.4.2 旋转失速控制器仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 研究内容总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）基于确定学习理论的低速轴流压气机旋转失速检测—仿真与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 国内外航空发动机发展概述 |
| 1.2 轴流压气机旋转失速和喘振 |
| 1.2.1 气流分离 |
| 1.2.2 轴流压气机的失速与喘振 |
| 1.3 失速先兆及其常用的检测方法 |
| 1.3.1 模态波型失速及其检测方法 |
| 1.3.2 突尖型失速及其检测方法 |
| 1.4 进口畸变下的压气机不稳定现象 |
| 1.5 本文研究内容和结构介绍 |
| 第二章 旋转失速模型与喘振控制 |
| 2.1 常用旋转失速理论模型 |
| 2.2 喘振和旋转失速的控制 |
| 2.2.1 防喘振/旋转失速策略 |
| 2.2.2 主动控制（喘振和旋转失速） |
| 2.2.3 磁滞 |
| 2.2.4 制动机构 |
| 2.3 基于Moore-Greitzer模型流体不稳定性相关参数的意义 |
| 2.3.1 Moore-Greitzer模型的三阶偏微分和三阶常微分形式 |
| 2.3.2 结果和讨论 |
| 2.4 高阶离散化的Mansoux模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 确定学习理论及模态波型失速检测研究 |
| 3.1 确定学习介绍 |
| 3.1.1 预备知识 |
| 3.1.2 确定学习理论 |
| 3.1.3 微小振动故障快速检测 |
| 3.2 模态波型失速建模与检测研究 |
| 3.2.1 Mansoux-C2失速检测 |
| 3.2.2 基于北航低速轴流压气机实验台的Mansoux模型的失速检测 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于确定学习理论的低速轴流压气机试验研究 |
| 4.1 北航低速轴流压气机实验台介绍及测量方案 |
| 4.2 试验数据处理方案 |
| 4.3 轴流压气机旋转失速检测方法 |
| 4.3.1 失速建模 |
| 4.3.2 失速检测 |
| 4.4 旋转失速的离线和在线检测研究 |
| 4.4.1 北航实验台离线失速检测 |
| 4.4.2 北航实验台在线失速检测 |
| 4.5 低速轴流压气机实验台电磁阀控制 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 低速轴流压气机畸变实验 |
| 5.1 进口畸变下流动失稳检测算法 |
| 5.1.1 进口畸变下流动失稳建模 |
| 5.1.2 进口畸变下流动失稳快速检测 |
| 5.2 进口畸变条件下流动失稳检测 |
| 5.2.1 插板扰流器及其流动失稳分析 |
| 5.2.2 建模结果 |
| 5.2.3 失速检测 |
| 5.3 压气机内部气体流动系统主要动态 |
| 5.3.1 系统主要动态与三维状态 |
| 5.3.2 结论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 突尖型失速检测研究 |
| 6.1 Mansoux-C3压气机模型及其失速类型分析 |
| 6.1.1 模型推导 |
| 6.1.2 Mansoux-C3失速类型分析 |
| 6.1.3 Mansoux-C3压气机堵锥特性线 |
| 6.2 突尖型失速建模与检测方法 |
| 6.2.1 突尖型失速建模方法 |
| 6.2.2 突尖型失速检测方法 |
| 6.3 突尖型失速检测结果分析 |
| 6.3.1 突尖型失速建模结果 |
| 6.3.2 突尖型失速检测结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（9）航空发动机高稳定性控制及其在加速控制中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 航空发动机气动失稳及传统失稳控制策略 |
| 1.1.1 压气机工作原理 |
| 1.1.2 航空发动机气动失稳现象 |
| 1.1.3 航空发动机失稳传统控制策略 |
| 1.2 高稳定性发动机控制技术概述 |
| 1.3 压气机喘振及旋转失速主动控制研究进展 |
| 1.3.1 压气机动态模型研究进展 |
| 1.3.2 压气机失稳初始扰动机理 |
| 1.3.3 压气机失稳初始扰动检测研究进展 |
| 1.3.4 主动喘振控制方法研究进展 |
| 1.4 发动机气动稳定性寻求控制研究进展 |
| 1.5 本文主要研究内容及章节安排 |
| 第二章 轴流压气机气动稳定性模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 MG 模型概述 |
| 2.3 带 CCV 的压气机气动失稳瞬态模型 |
| 2.4 带 CCV 的压气机变转速气动失稳瞬态模型 |
| 2.4.1 基本假设 |
| 2.4.2 转子动态方程 |
| 2.4.3 压力平衡方程 |
| 2.4.4 质量平衡方程 |
| 2.4.5 模型简化 |
| 2.4.6 模型仿真结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 轴流式压气机喘振与旋转失速分岔分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 分岔分析基础 |
| 3.2.1 动力系统结构稳定性与分岔 |
| 3.2.2 静态分岔 |
| 3.2.3 Hopf 分岔 |
| 3.3 MG 模型分岔分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 轴流式压气机旋转失速与喘振主动控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于流量估计器的旋转失速及喘振输出反馈主动控制 |
| 4.2.1 控制器设计原理与框架 |
| 4.2.2 旋转失速控制器设计 |
| 4.2.3 喘振控制器设计 |
| 4.2.4 流量估计器设计 |
| 4.2.5 仿真结果与讨论 |
| 4.3 基于反演法的旋转失速及喘振主动控制 |
| 4.3.1 CCV 扩稳原理与控制模型 |
| 4.3.2 基于反演法的旋转失速及喘振控制 |
| 4.3.3 基于节流阀与 CCV 的双执行机构主动控制 |
| 4.3.4 仿真结果与讨论 |
| 4.4 基于二阶滑模的喘振主动控制 |
| 4.4.1 二阶滑模基础 |
| 4.4.2 基于二阶滑模的喘振主动控制 |
| 4.4.3 仿真结果与讨论 |
| 4.5 基于模糊逻辑的压气机喘振主动/被动混合控制 |
| 4.5.1 压缩系统模型 |
| 4.5.2 喘振混合控制系统设计 |
| 4.5.3 仿真结果与讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 航空发动机失稳预测系统 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 航空发动机气动失稳预测系统框架 |
| 5.3 基于时频分析的发动机失稳预测 |
| 5.3.1 基于时频分析的失稳预测原理 |
| 5.3.2 模态波型失稳先兆信号构造 |
| 5.3.3 基于时频分析的失稳预测算法设计与仿真结果 |
| 5.4 基于相关度的发动机失稳预测 |
| 5.4.1 基于相关度的失稳预测原理 |
| 5.4.2 面向控制的失稳预测模型 |
| 5.5 基于数学形态学的发动机失稳预测 |
| 5.5.1 数学形态学基础 |
| 5.5.2 基于形态滤波器的发动机失稳预测 |
| 5.5.3 基于形态学分形维数的发动机失稳预测 |
| 5.6 基于时间序列建模的发动机失稳预测 |
| 5.6.1 时间序列自回归滑动平均模型基础 |
| 5.6.2 基于时间序列建模的发动机失稳预测 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 基于稳定性管理的航空发动机加速优化 |
| 6.1 引言 |
| 6.1.1 加速时间与最佳加速过程 |
| 6.1.2 航空发动机加速控制研究进展 |
| 6.1.3 航空发动机加速控制存在的主要问题 |
| 6.2 航空发动机建模 |
| 6.2.1 航空发动机建模技术概述 |
| 6.2.2 航空发动机部件级模型 |
| 6.2.3 航空发动机线性化模型 |
| 6.2.4 航空发动机机载自适应模型 |
| 6.3 基于 SQP 的航空发动机加速优化控制 |
| 6.3.1 SQP 算法简介 |
| 6.3.2 涡扇发动机加速过程理论分析 |
| 6.3.3 涡扇发动机加速过程仿真分析 |
| 6.3.4 单变量发动机加速 SQP 优化 |
| 6.3.5 多变量发动机加速 SQP 优化 |
| 6.3.6 仿真结果与讨论 |
| 6.4 基于稳定性管理的航空发动机加速优化控制 |
| 6.4.1 基于喘振边界预测的加速优化 |
| 6.4.2 基于喘振裕度估计的加速优化 |
| 6.4.3 仿真结果与讨论 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结与创新性 |
| 7.2 进一步研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（10）基于多参数轴流压缩系统的非线性流动性分析（论文提纲范文）
| 1 轴流压缩系统动力学模型 |
| 2 轴流压缩系统轴对称流动时非线性流动性分析 |
| 3 轴流压缩系统旋转失速时非线性流动性分析 |
| 4 结论 |
四、轴流压缩系统过失速行为的非线性分叉分析（论文参考文献）
- [1]基于谐波平衡法的压气机非稳定工况流场研究[D]. 王萌. 哈尔滨工程大学, 2020
- [2]基于临界B参数的航空发动机压气机喘振监测研究[J]. 欧阳运芳,李建兰. 流体机械, 2017(07)
- [3]轴流压气机试验系统两类气动耦合问题初探[J]. 向宏辉,吴虎,高杰,刘昭威,葛宁. 燃气涡轮试验与研究, 2017(02)
- [4]压缩系统过失速动态模型研究[D]. 杨帆. 南京航空航天大学, 2016(03)
- [5]高炉压缩机系统效率优化与控制策略研究[D]. 郏书轩. 天津理工大学, 2016(04)
- [6]航空发动机整机振动分析与控制[J]. 艾延廷,周海仑,孙丹,王志,张凤玲,田晶. 沈阳航空航天大学学报, 2015(05)
- [7]基于反步法的航空发动机失稳控制[D]. 汪星星. 东北大学, 2015(12)
- [8]基于确定学习理论的低速轴流压气机旋转失速检测—仿真与试验研究[D]. 司文杰. 华南理工大学, 2015(01)
- [9]航空发动机高稳定性控制及其在加速控制中的应用[D]. 黄伟. 南京航空航天大学, 2013(12)
- [10]基于多参数轴流压缩系统的非线性流动性分析[J]. 邓涛,姚宏,张广军. 空军工程大学学报(自然科学版), 2010(02)