不確定性量化在航空發(fā)動機中的應用(第2版)
定 價:89 元
- 作者:[意] 弗朗西斯科.蒙托莫利(Francesco Montomoli) 著,高麗敏,馬馳 譯
- 出版時間:2020/8/1
- ISBN:9787118120165
- 出 版 社:國防大學出版社
- 中圖法分類:V23
- 頁碼:180
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《不確定性量化在航空發(fā)動機中的應用(第2版)》介紹了提高航空發(fā)動機安全性的改進設計方法,并詳述了應用統(tǒng)計方法攻克加工誤差影響航空發(fā)動機壽命精準預測的問題,F有的設計和加工方法牽制了發(fā)動機達到所需的安全裕度。準確預測發(fā)動機微小缺陷的影響可以有效避免由發(fā)動機故障導致的潛在災難。書中展示了量化此類故障可能性的方法,同時也證明了使用不確定性量化有助于設計出更安全可靠的發(fā)動機部件。
《不確定性量化在航空發(fā)動機中的應用(第2版)》適用于燃氣輪機設計者和制造者、計算流體力學的開發(fā)者、專家以及科研工作者。航空和數學專業(yè)的研究生和高年級本科生可將該書作為教輔讀物。
本書介紹了提高航空發(fā)動機安全性的改進設計方法,并詳述了應用統(tǒng)計方法攻克加工誤差影響航空發(fā)動機壽命精準預測的問題,F有的設計和加工方法牽制了發(fā)動機達到所需的安全裕度。準確預測發(fā)動機微小缺陷的影響可以有效避免由發(fā)動機故障導致的潛在災難。書中展示了量化此類故障可能性的方法,同時也證明了使用不確定性量化有助于設計出更安全可靠的發(fā)動機部件。
本書適用于燃氣輪機設計者和制造者、計算流體力學的開發(fā)者、專家以及科研工作者。航空和數學專業(yè)的研究生和高年級本科生可將該書作為教輔讀物。
本書主要概述了應用于航空發(fā)動機的不確定性量化研究成果。從Uncer-tainty Quantification in Computational Fluid Dynamics arzd Aircraft Engines問世以來,這個領域已經成為非;钴S的研究領域,來自國內外越來越多的科研工作者開始從事相關工作。
本書總結了不確定性量化的需求領域及其對于旋轉機械設計的影響。雖然本書主要關注點在于航空發(fā)動機中的問題,但這些問題與其他燃氣渦輪也是緊密相關的,二者考慮的重點是相同的,例如文中展示的在燃油、燃氣以及能源方面的應用。
10年以前,航空發(fā)動機的設計過程需要90%的臺架試驗和10%的計算流體力學模擬。如今這些數據幾乎翻轉了過來,計算流體力學在航空發(fā)動機的設計和驗證階段占有越來越重要的地位。
在目前的模擬中,計算流體力學所能解決的長度尺度已經可以與制造過程中的微觀誤差相比,但是在許多模擬中并沒有考慮這些微觀誤差。燃氣輪機的高保真度計算流體力學需要這些誤差的模擬。理論上說,這些誤差影響是隨機的,并且非常有必要從確定的模擬轉換到概率計算流體力學。
本書中,首先將展示公開發(fā)表的論文中可以找得到的關于噴氣發(fā)動機制造/運行損耗對性能的影響分析。然后,將討論計算流體力學的不確定性的影響,以及不同的不確定性量化技術是如何量化壓氣機和渦輪中的這些影響的。不確定性量化是一個統(tǒng)稱,包含幾種不同的隨機分析方法。本書其中一章將指導初學者學習現階段已經得以應用的各種方法,并將更加細致地解釋這些方法中的數學公式。
本書主要為旋轉機械領域的科研工作者提供參考,而非一部關于不確定性量化的通用教材。本書將概述不確定性量化的最新進展并深入研究當前的不確定性量化方法。
本書的結構有利于讀者分辨各自的需求。關于不確定性的影響、處理它們的方法以及數學公式的主要章節(jié)均是獨立的,并且不同的章節(jié)有不同的技能要求。
除了大量的針對性的求解方案,目前有一個非常清晰的趨勢,便是朝著更加自動化求解的方向發(fā)展,人們希望能夠開發(fā)可用于處理不同問題的、不需要依賴統(tǒng)計專家的自動化求解。燃氣渦輪設計者、FEM/CFD使用者和統(tǒng)計學家能力各有所短,不確定性量化要求人員既具備豐富的燃氣渦輪知識又具有扎實的統(tǒng)計學基礎。只有如此,才能夠通過選用最恰當的模型來減少認知不確定性,與此同時兼顧到加工和運行中的偏差問題來減小隨機不確定性。正如本書中所介紹的,現代程序正試圖結合這兩個方面內容。
第1章 制造/運行過程中的不確定性及其對燃氣渦輪/航空發(fā)動機
壽命和性能的影響
1.1 風扇
1.2 軸流壓氣機
1.2.1 壓氣機葉片的前緣形狀
1.2.2 壓氣機轉子間隙
1.2.3 壓氣機葉片表面粗糙度
1.2.4 壓氣機的真實幾何影響
1.3 燃燒室
1.3.1 燃油的可變性與航空
1.3.2 邊界條件的變化
1.4 高壓渦輪
1.4.1 渦輪進口溫度
1.4.2 高壓渦輪真實幾何影響
1.4.3 冷卻系統(tǒng)
1.4.4 表面粗糙度
1.5 低壓渦輪
1.5.1 表面粗糙度對低壓渦輪的影響
1.5.2 低壓渦輪葉片尾緣厚度
1.5.3 低壓渦輪葉型的厚度
1.6 軸承
1.6.1 流體膜滑動軸承
1.6.2 滾動軸承
1.7 總結
參考文獻
第2章 計算流體力學中的不確定性量化和知識矩陣
2.1 進入知識矩陣
2.1.1 確定性方法和湍流影響
2.2 檢驗和驗證
2.3 網格依賴性分析
2.4 不確定性量化和“黑天鵝”
2.5 燃氣渦輪發(fā)動機中CFD的限制
2.5.1 邊界條件
2.5.2 再現真實幾何
2.5.3 定常/非定常相互作用
2.5.4 部件間的相互作用
2.5.5 冷卻設備
2.6 總結
參考文獻
第3章 數學公式
3.1 概率論初步
3.1.1 概率和累積分布函數
3.1.2 高斯分布
3.2 不確定性下的模擬
3.2.1 不確定性的定義
3.2.2 不確定性的傳播
3.2.3 不確定性的驗證
3.3 技術概述
3.3.1 蒙特卡羅抽樣方法
3.3.2 擾動方法
3.3.3 矩方程
3.3.4 基于算子的方法
3.3.5 廣義混沌多項式
3.4 確定性模型與隨機模型
3.4.1 確定性模型
3.4.2 隨機模型
3.4.3 輸出值:關注量
……
第4章 不確定性量化在燃氣輪機部件中的應用
第5章 未來發(fā)展
附錄 中英文術語對照表