进口预旋下波瓣式喷管内部强迫掺混的机理研究

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基本信息

  • 批准号：
    51106152
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    雷志军
  • 依托单位：
    中国科学院工程热物理研究所
  • 学科分类：
    E0602.内流流体力学
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

波瓣式喷管在中小涵道比涡扇发动机中有着广泛的应用，其对于增加推力、降低噪音和抑制红外辐射具有十分显著的效果。本项目拟以某真实发动机波瓣式喷管为研究对象，以能提供不同旋流（不同预旋角度及径向分布规律）的低速同心双环流风洞实验台为载体，以七孔探针、三维热线以及油流显示为测试手段，并辅之以数值计算，探索不同进口旋流下波瓣式喷管内部流向涡和正交涡产生、发展、衰减的演变过程，深入理解波瓣式喷管强迫掺混机理。在定量分析各主要参数对波瓣掺混性能影响的基础上，寻求波瓣式喷管掺混效率、掺混损失与进气旋流的内在联系，探索进口旋流的最佳径向分布，为高性能波瓣式喷管的设计提供基础性的理论支撑。

结项摘要

本项目通过试验测量和数值模拟的方法，研究了（1）轴向进气条件下波瓣式喷管内部复杂涡系结构及其相互作用过程；（2）均匀进口预旋来流与波瓣内部复杂涡系的耦合机制；（3）进口预旋角径向分布对三维波瓣射流涡系结构及其相互作用的影响；（4）不同进口预旋条件下波瓣射流掺混性能分析与关联规律。研究发现波瓣特殊几何外形诱导大尺度流向涡，其与正交涡的相互作用过程主导着波瓣射流掺混。进口预旋有利于增强流向涡及正交涡的强度，并能切实加速它们之间的相互作用过程。但过高的进口预旋也会造成波瓣表面及中心锥表面流动分离，甚至诱发中心锥下游出现回流区，从而造成总压和推力损失的大幅提高。进口预旋的径向梯度加剧涡对的非对称性，从而加速了涡系之间的相互作用及波瓣射流掺混。总体来说，当进口旋流角小于20°时，旋流在有效加速射流掺混的同时，也不至于带来明显的总压损失和推力损失；合理的进口预旋径向布局在抑制流动分离和回流区的出现的同时，还能充分利用进口预旋加速射流掺混。. 项目组不仅圆满地完成了项目申请书要求的研究内容，还结合本项目研究结果发表了论文6篇，合作撰写专著1部，培养博士研究生和硕士研究生各1名。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
进口预旋条件下波瓣混合器强制掺混的机理研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    推进技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    苏尚美;雷志军;岳巍;朱俊强
  • 通讯作者：
    朱俊强
A New De-swirling Method and Its Effect on Lobed FlowMixing Mechanism
一种新的消旋方法及其对波瓣混流机理的影响
  • DOI：
    10.1016/j.physletb.2015.08.045
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhijun Lei;Yanfeng Zhang;Jianbo Gong;Junqiang Zhu
  • 通讯作者：
    Junqiang Zhu
Numerical research on the mixing mechanism of lobed mixer with inlet swirl in linear radial distribution
入口涡流呈线性径向分布的波瓣混合器混合机理数值研究
  • DOI：
    10.1177/0957650915571954
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhijun Lei;Yanfeng Zhang;Zihao Zhu;Junqiang Zhu
  • 通讯作者：
    Junqiang Zhu
Effects of Scalloping on The Mixing Mechanismsof Forced Mixers with highly swirling core flow
扇形对高旋流核心流强制混合机混合机理的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Journal of Engineering for Gas Turbines and Power-Transactions of the ASME
  • 影响因子：
    1.5
  • 作者：
    Alex Wright;Zhijun Lei;Ali Mahallati;Mark Cunningham;Julio Militzer
  • 通讯作者：
    Julio Militzer
波瓣混合器涡系结构及射流掺混机理的数值研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    航空动力学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    岳巍;雷志军;苏尚美;朱俊强
  • 通讯作者：
    朱俊强

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其他文献

超高负荷低压涡轮非定常特性实验
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    航空动力学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    雷志军;卢新根;李伟;朱俊强
  • 通讯作者：
    朱俊强
超高负荷低压涡轮非定常特性实验研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    航空动力学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    雷志军;卢新根;李伟;朱俊强
  • 通讯作者：
    朱俊强
压气机叶型前缘形状对吸力面分离流动的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    燃气轮机技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吕剑波;雷志军;孙爽;赵胜丰
  • 通讯作者：
    赵胜丰
来流条件对超高负荷低压涡轮附面层非定常特性影响的实验研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    推进技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    雷志军;卢新根;赵胜丰;朱俊强
  • 通讯作者：
    朱俊强
来流湍流度对超高负荷低压涡轮附面层流动控制手段的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    航空动力学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    雷志军;卢新根;付宇;朱俊强
  • 通讯作者：
    朱俊强

其他文献

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雷志军的其他基金

强旋流适应性一体化消旋波瓣混合器射流掺混机理研究
  • 批准号：
    51576193
  • 批准年份：
    2015
  • 资助金额：
    68.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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