高速干气密封端面型槽仿生设计理论与实验研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 符号说明 | 第13-16页 |
| 第1章 绪论 | 第16-32页 |
| 1.1 课题背景与意义 | 第16-17页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第17-27页 |
| 1.2.1 仿生摩擦学研究现状 | 第17-21页 |
| 1.2.2 流体动密封仿生学研究现状 | 第21-23页 |
| 1.2.3 干气密封端面型槽研究现状 | 第23-27页 |
| 1.3 研究内容与方法 | 第27-32页 |
| 1.3.1 主要研究内容 | 第27-28页 |
| 1.3.2 研究方法与技术路线 | 第28-32页 |
| 第2章 干气密封端面型槽仿生相关性模型 | 第32-56页 |
| 2.1 引言 | 第32页 |
| 2.2 飞鸟羽翼增升提稳结构模型 | 第32-40页 |
| 2.2.1 飞鸟翼翅外形轮廓特征 | 第33-34页 |
| 2.2.2 翼型特征剖面结构 | 第34页 |
| 2.2.3 内外翼结构 | 第34-35页 |
| 2.2.4 鸟翼多层叠翼结构 | 第35-36页 |
| 2.2.5 鸟翼前缘小翼羽结构 | 第36-37页 |
| 2.2.6 鸟翼翼尖翅槽结构 | 第37-38页 |
| 2.2.7 羽翼非光滑形态 | 第38页 |
| 2.2.8 高速飞鸟翼翅耦合仿生模型 | 第38-40页 |
| 2.3 典型干气密封仿生型槽几何模型 | 第40-44页 |
| 2.3.1 集束仿生槽及其衍生结构 | 第40-42页 |
| 2.3.2 微列仿生槽及其衍生结构 | 第42-44页 |
| 2.4 干气密封稳态性能分析数学模型 | 第44-47页 |
| 2.4.1 膜压控制方程 | 第44页 |
| 2.4.2 有限差分法求解 | 第44-45页 |
| 2.4.3 性能参数 | 第45-46页 |
| 2.4.4 程序正确性验证 | 第46-47页 |
| 2.5 基于鸟翼构形的密封仿生相关性 | 第47-54页 |
| 2.5.1 相关性几何模型 | 第47-49页 |
| 2.5.2 相关性分析方法 | 第49-50页 |
| 2.5.3 翼翅及型槽长短对稳定性影响的相关性 | 第50-52页 |
| 2.5.4 翼翅及型槽长宽对稳定性影响的相关性 | 第52-54页 |
| 2.6 本章小结 | 第54-56页 |
| 第3章 典型仿生型槽干气密封稳态性能分析 | 第56-84页 |
| 3.1 引言 | 第56页 |
| 3.2 典型单向螺旋槽结构参数优化 | 第56-62页 |
| 3.2.1 理论模型 | 第57-58页 |
| 3.2.2 螺旋槽初始优选参数 | 第58-59页 |
| 3.2.3 螺旋槽干气密封性能参数优化带 | 第59-60页 |
| 3.2.4 基于多目标的螺旋槽结构参数优化 | 第60-62页 |
| 3.3 高速干气密封仿生型槽的结构优选 | 第62-67页 |
| 3.3.1 基于压缩数压力比的对比方法 | 第62-65页 |
| 3.3.2 集束仿生槽结构优选 | 第65-66页 |
| 3.3.3 微列仿生槽结构优选 | 第66-67页 |
| 3.4 集束仿生槽干气密封性能 | 第67-74页 |
| 3.4.1 集束仿生槽干气密封膜压分布 | 第67-68页 |
| 3.4.2 集束仿生槽干气密封速度场分布 | 第68-69页 |
| 3.4.3 工况参数对集束仿生槽干气密封性能影响 | 第69-70页 |
| 3.4.4 结构参数对集束仿生槽干气密封性能影响 | 第70-74页 |
| 3.5 微列仿生槽干气密封性能 | 第74-82页 |
| 3.5.1 微列仿生槽干气密封膜压分布 | 第74-76页 |
| 3.5.2 微列仿生槽干气密封速度场分布 | 第76-77页 |
| 3.5.3 工况参数对微列仿生槽干气密封性能影响 | 第77-78页 |
| 3.5.4 结构参数对微列仿生槽干气密封性能影响 | 第78-82页 |
| 3.6 本章小结 | 第82-84页 |
| 第4章 典型仿生型槽干气密封实验研究 | 第84-108页 |
| 4.1 引言 | 第84-85页 |
| 4.2 实验原理 | 第85页 |
| 4.3 高速干气密封实验装置 | 第85-89页 |
| 4.3.1 干气密封实验系统整体设计 | 第85-87页 |
| 4.3.2 供气调压系统 | 第87-88页 |
| 4.3.3 实验密封设计 | 第88-89页 |
| 4.4 测量参数及仪表标定 | 第89-94页 |
| 4.4.1 端面膜厚测量 | 第89-91页 |
| 4.4.2 泄漏率测量 | 第91-92页 |
| 4.4.3 弹簧刚度测量 | 第92-94页 |
| 4.5 密封试样的准备 | 第94-96页 |
| 4.5.1 端面型槽的加工与测试 | 第94-96页 |
| 4.5.2 实验前准备工作 | 第96页 |
| 4.6 集束仿生槽干气密封实验结果 | 第96-102页 |
| 4.6.1 静压密封性能对比分析 | 第96-98页 |
| 4.6.2 高速条件下密封性能对比 | 第98-101页 |
| 4.6.3 工况参数对密封性能的影响 | 第101-102页 |
| 4.7 微列仿生槽干气密封实验结果 | 第102-107页 |
| 4.7.1 静压密封性能对比分析 | 第102-104页 |
| 4.7.2 高速条件下密封性能对比 | 第104-106页 |
| 4.7.3 工况参数对密封性能的影响 | 第106-107页 |
| 4.8 本章小结 | 第107-108页 |
| 第5章 仿生型槽干气密封气膜动态特性 | 第108-130页 |
| 5.1 引言 | 第108-109页 |
| 5.2 数学模型 | 第109-118页 |
| 5.2.1 动态雷诺方程 | 第109-112页 |
| 5.2.2 动态雷诺方程离散求解 | 第112-114页 |
| 5.2.3 动态特性系数表征 | 第114-116页 |
| 5.2.4 程序正确性验证 | 第116-118页 |
| 5.3 收敛结构型槽干气密封气膜动态特性 | 第118-122页 |
| 5.3.1 理论模型 | 第118-119页 |
| 5.3.2 收敛型槽干气密封频率响应特性 | 第119-121页 |
| 5.3.3 收敛程度影响 | 第121-122页 |
| 5.4 典型仿生型槽干气密封气膜动态特性 | 第122-127页 |
| 5.4.1 工况参数影响 | 第122-124页 |
| 5.4.2 结构参数影响 | 第124-127页 |
| 5.5 本章小结 | 第127-130页 |
| 第6章 仿生型槽的工程选型与优化设计 | 第130-154页 |
| 6.1 引言 | 第130-131页 |
| 6.2 选型与优化设计方法的提出 | 第131-139页 |
| 6.2.1 密封端面型槽选型型谱图 | 第131-132页 |
| 6.2.2 端面型槽优化设计方法 | 第132-139页 |
| 6.3 集束仿生槽的选型与优化设计 | 第139-145页 |
| 6.3.1 集束仿生槽的选型型谱图 | 第139-142页 |
| 6.3.2 集束仿生槽结构参数优化 | 第142-145页 |
| 6.4 微列仿生槽的选型与优化设计 | 第145-152页 |
| 6.4.1 微列仿生槽的选型型谱图 | 第145-148页 |
| 6.4.2 微列仿生槽结构优化设计 | 第148-152页 |
| 6.5 本章小结 | 第152-154页 |
| 第7章 结论与展望 | 第154-158页 |
| 7.1 结论 | 第154-155页 |
| 7.2 创新点 | 第155-156页 |
| 7.3 展望 | 第156-158页 |
| 参考文献 | 第158-168页 |
| 致谢 | 第168-170页 |
| 攻读学位期间参加的科研项目和成果 | 第170-171页 |
