航空宇宙推進エンジンにおける内部非定常流動現象とカオス

航空航天推进发动机内部非定常流动现象与混沌

• 批准号: 11875217
• 负责人: 長島 利夫
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11875217/
• 关键词: 旋回失速; キャビテーション; 不安定流れ; カオス解析; 相図; アトラクター; 相関積分; 遠心圧縮機; 不安定

航空宇宙推進エンジンの作動異常を引起こす原因に、内部流動の不安定現象を挙げることが出来る。その場合、旋回失速やキャビテーションに代表されるように、多くが渦や気泡の発生を伴い、擾乱が非線形的に成長する過程が観察される。従って、この非定常状態を圧力センサなど何らかの検出方法により時系列データとして取得できれば、現象のメカニズム解明に役立つばかりか、異常予知と危険防止が可能となる。本研究は、このような不安定現象の認識と制御のために、カオス理論に基づく時系列データ処理を実施し、相図アトラクターや相関積分という新しい物理量を用いて、従来とは異なった視点から圧縮機の旋回失速とポンプキャビテーション発生の課題ヘアプローチを試みた。その結果、導入した新しい物理量が極めて有効であり、単に周波数分析を通じて得られる結果に比べて、高度な情報を提供する事が実証された。

内部流动的不稳定是航空航天推进发动机工作异常的一个原因。在这种情况下，可以观察到扰动非线性增长的过程，通常伴随着涡流和气泡的产生，以旋转失速和空化为代表。因此，如果能够使用压力传感器等某种检测方法以时间序列数据的形式获得这种非稳态，不仅有助于阐明该现象的机理，而且还可以预测异常并预防异常。危险。为了识别和控制这种不稳定现象，本研究基于混沌理论实现了时间序列数据处理，并利用相图吸引子和相关积分等新的物理量来获得不同于传统观点的视角。旋转压缩机失速和泵气蚀问题。结果表明，引入的新物理量非常有效，并且比简单地通过频率分析获得的结果提供了更先进的信息。

项目成果

Chunwei GU: "Observation of Centrifugal Compressor Stall and Surge in Phase Portraits of Pressure Time Traces at Impeller and Diffuser Wall."Proceedings of the IGTC,1999 Kobe.. 555-560 (1999)

顾春伟：“叶轮和扩散器壁压力时间轨迹相图中离心压缩机失速和喘振的观察”。IGTC 会议记录，1999 神户.. 555-560 (1999)

Chunwei GU: "Phase portraits of Centrifugal Compressor operation from design to near surge."Proceedings of 1st ICET,1999 Beijing.. 218-223 (1999)

顾春伟：“离心式压缩机从设计到近喘振运行的相图”，第一届ICET论文集，1999年北京.. 218-223 (1999)