超临界高转速涡轮转子系统流固耦合动力学研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11172270
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    65.0万
  • 负责人：
    袁振伟
  • 依托单位：
    郑州大学
  • 学科分类：
    A0706.转子动力学
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

超临界高转速涡轮机械是当前和今后一段时期航天、航空和能源动力等领域的核心装置，其超临界（压力、温度）、高转速的运行参数对装置运行的可靠性提出了严峻挑战，特别是由高转速引起的转子系统失稳对装置安全运行构成严重威胁，而在高转速下超临界涡轮转子的流固耦合作用则是造成转子系统失稳的重要因素。关于超临界涡轮转子流固耦合造成转子系统失稳的机理，目前国内外的研究还很不充分。本项目提出"超临界高转速涡轮转子系统流固耦合动力学研究"这一课题，通过理论分析、数值仿真和实验研究，探索产生超临界涡轮转子流固耦合力的内在机制，从而提出能够全面反映涡轮自身结构、周围流体环境以及超临界流体特性等各种因素影响的超临界涡轮转子流固耦合动力学模型，进而研究超临界涡轮转子流固耦合造成高转速涡轮转子系统失稳的机理，最终找到影响超临界高转速涡轮转子系统稳定性的控制因素，为超临界高转速涡轮机械转子动力学设计提供理论依据。

结项摘要

超临界高转速涡轮机械是当前和今后一段时期航天、航空和能源动力等领域的核心装置，其高温、高压、高负荷、高转速的运行参数对装置运行的可靠性提出了严峻挑战，特别是由超临界（压力、温度，如超临界汽轮机组）、高转速（如液体燃料火箭发动机涡轮泵）运行引起的转子系统失稳对装置安全运行构成严重威胁，而在超临界条件下涡轮的流固耦合作用（如气流激振）则是造成转子系统失稳的重要因素。目前，我国在超临界涡轮转子流固耦合研究方面远远落后于西方发达国家，已成为影响我国超临界高转速涡轮机械的进一步发展的主要障碍，减慢了我国航空、航天等高科技领域快速向前发展的步伐。本项目提出“超临界高转速涡轮转子系统流固耦合动力学研究”这一课题，重点研究了超临界涡轮转子流固耦合动力学机制和超临界高转速涡轮转子系统的流固耦合动力学特性。通过理论分析和实验研究提出了考虑涡轮盘面倾斜和轴向间隙等因素的超临界涡轮转子流固耦合动力学综合机制，建立了符合上述综合机制的全自由度超临界涡轮转子流固耦合动力学模型。通过数值仿真和实验，并借助波形图、频谱图、轴心轨迹、Poincaré映射图及分岔图分析工具，研究了超临界涡轮系统有关流固耦合参数对高转速转子系统动力学性能的影响。其中，所建立的全自由度超临界涡轮转子流固耦合动力学模型是本课题研究的一项重要成果。研究结果表明，涡轮偏心、盘面倾斜和轴向间隙在超临界高转速条件下对涡轮转子系统动力学性能会产生重要影响，是引起转子系统动力学失稳的重要因素。研究还发现，虽然涡轮流固耦合动力学模型具有弱非线性，但是在高转速条件下会使转子系统产生非常强的非线性特征，非常小的扰动就会使整个系统快速失去平衡。这项研究成果为解决长期以来一直困扰着学术和工程界的涡轮机械气流激振尤其是非线性气流激振问题向前迈出了重要一步，为我国超临界高转速涡轮机械，尤其是航天涡轮发动机转子系统的动力学设计和制造提供了重要的理论支持，对我国超临界高转速涡轮机械的发展具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（6）
专利数量（0）
INFLUENCES OF LIQUID-SEAL INLET SWIRL RATIO ON THE DYNAMIC PROPERTIES OF A ROTOR SYSTEM
液封入口涡流比对转子系统动态特性的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Engineering Mechanics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Yuan, Zhen-Wei;Wang, Hai-Juan;Yue, Xi-Ming;Chu, Fu-Lei
  • 通讯作者：
    Chu, Fu-Lei
基于Bulk-flow模型的偏心叶轮前侧盖板泄漏流稳态特性分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    工程力学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    袁振伟;王海娟;张妍;张军
  • 通讯作者：
    张军
密封进口涡动系数对转子系统动力学性能的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    工程力学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    袁振伟;王海娟;岳希明;褚福磊
  • 通讯作者：
    褚福磊
An automatic shake mechanism for the biomass pyrolysis feeding system
一种生物质热解供料系统自动摇动机构
  • DOI：
    10.1016/j.powtec.2010.11.018
  • 发表时间：
    2011-02
  • 期刊：
    Powder Technology
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Zhang Jun;Yuan Zhenwei;Wei Xinli
  • 通讯作者：
    Wei Xinli
The influences of impeller eccentricity on front leakage flow
叶轮偏心对前泄漏流量的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Advanced Materials Research
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhenwei Yuan;Haijuan Wang;Jun Zhang
  • 通讯作者：
    Jun Zhang

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其他文献

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  • 通讯作者：
    李志农
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  • 期刊：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    王心怡
转子轴向碰摩非线性流固耦合动力学特性全自由度分析
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    李志农
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基于量子粒子群优化Volterra时域核辨识的隐Markov模型识别方法
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  • 发表时间：
    2011
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    仪器仪表学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李志农;蒋静;冯辅周;袁振伟;Li Zhinong1,2,Jiang Jing2,Feng Fuzhou3,Yuan Zhenwe;2 School of Mechanical Engineering,Zhengzhou Unive;3 Department of Mechanical Engineering,Academy of
  • 通讯作者：
    3 Department of Mechanical Engineering,Academy of

其他文献

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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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