欧美人与动牲交另类

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    2. 首頁 產學合作 航空發動機原理虛擬仿真教學實驗

      航空發動機原理虛擬仿真教學實驗

      實驗簡介

      為努力攻克我國航空發動機“心臟病”問題,突破航空航天動力系統發展瓶頸,國家于2016年開始實施航空發動機和燃氣輪機重大專項。南京航空航天大學飛行器動力工程專業,作為國家級特色專業、教育部卓越工程師培養計劃專業,為國家培養了大量優秀的航空發動機專業人才。據2015年的數據統計,中國航發37.9%的一級和首席專家均來自于南航飛行器動力工程專業。航空發動機工作原理認知及實踐是飛行器動力工程專業人才培養的核心教學環節。本實驗課程服務于飛行器動力工程專業《航空發動機原理》、《航空發動機總體性能設計》、《航空葉輪機原理》和《航空發動機燃燒室原理》這4門核心主干課程以及2門專業導論課程,以發動機部件特性、微/小型渦輪發動機整機特性教學為基礎,通過虛擬仿真技術構建虛擬實驗場景,復現航空發動機的結構和實時工作狀態,讓學生身臨其境地自主設計和實踐操作,可顯著幫助學生加深對航空發動機工作原理和總體性能的理解,大幅提升學生自主創新設計的能力,契合我國對航空發動機自主創新型人才培養的迫切需求。          

      設計原則

      本實驗課程重點體現“分層次、交互式、重探索、多樣性”的教學特征,服務學生“基本原理學習—綜合能力訓練—創新能力培養”的實踐學習過程。理論教學中發動機的諸多性能參數和流動現象對于學生來說十分抽象,通過實驗教學手段能加深學生對傳統課堂中所學理論的理解。然而對于航空發動機專業,現場實驗教學也存在諸多難點,例如無法展現發動機內部流動實況、發動機性能實驗教學成本高且危險性大、發動機極端實驗不允許開展且難以復現、發動機整機實驗燃油消耗巨大且污染嚴重等等。本實驗課程提供多樣性的探究式實驗平臺,采用虛擬現實的手段構建實驗場景,并采用高置信度的實時特性計算結果模擬發動機工作特性。實驗過程的設計和所涉及的知識點覆蓋了飛行器動力工程專業包括《航空發動機原理》、《航空葉輪機原理》、《航空發動機總體性能設計》、《航空發動機燃燒室原理》在內的核心主干課程。學生需要完成“推進原理認識—部件特性實驗—集成匹配實驗—整機特性實驗”這4個實驗環節,通過自主操作的模式,完成發動機中各部件的特性實驗,觀察發動機特性變化,理解發動機整機工作特性。本課程作為傳統教學的延伸與拓展,旨在與現場實驗和傳統課堂講授的教學方式深度融合,構建學生對于航空發動機部件和整機工作原理的全面認知,加強學生自主創新學習實踐的能力。            

      課程目標

      本實驗課程設置“推進原理認識—部件特性實驗—集成匹配實驗—整機特性實驗”4個實驗環節,對于各環節提出了不同的目標。

      (1)推進原理認識以分解部件的形式展示發動機推力產生的過程,建立學生對發動機整機工作過程的全面認知和理解,并為下一步部件特性實驗和整機實驗奠定基礎

      (2)部件特性實驗通過引導學生自主操作的模式完成發動機中進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪、尾噴管特性的試驗,重點掌握進氣道不起動、進氣畸變對壓氣機特性的影響、矢量噴管調節等航空發動機使用過程中遇到的關鍵問題

      (3)集成匹配實驗學生通過調節尾噴管面積、渦輪導向器安裝角、中間級引氣打開等幾何機構,觀察發動機整機特性變化情況,特別是因不合理調節導致的發動機部件特性不匹配而導致的喘振等不正常工況。

      4)整機特性實驗學生通過在虛擬試車臺上的整機實驗,獲得標準/非標準天氣下,隨著發動機油門桿、飛行高度、飛行速度的改變,發動機的運行參數、各部件的性能參數、各部件的狀態參數,理解發動機的整機工作特性。

      實驗要求:

      1. 完成發動機各部件包括進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪及尾噴管的常規性能實驗,掌握各部件基本工作原理。

      2. 開展發動機部件非常規性能實驗,重點掌握進氣道不起動、進氣畸變等相關知識點。

      3. 調節尾噴管面積、渦輪導向器安裝角、中間級引氣機構等,觀察發動機整機特性變化。

      4. 觀察發動機喘振工況,重點分析并掌握喘振的誘導因素。

      5.開展真實飛行條件下的航空發動機整機特性實驗,了解發動機各個實時運行參數的意義,理解發動機的整機工作特性。     

      成績評定:

      本實驗課程采用多角度、多層次的實驗評價體系,強調學生的自主探索創新能力,考察學生對原理認識的深度,以及通過實驗自主操作再學習的能力。具體的實驗成績評定構成如下:1.推進原理認識 占比10%2.部件特性實驗 占比30%3.集成匹配實驗 占比30%4.整機特性實驗 占比30%     

       

       

       

       

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