辅助动力装置（Auxiliary Power Unit）简称APU，是为了减少飞机对地面（机场）供电或供气设备的依赖而装备的小型动力装置。APU的作用是向飞机独立提供电力和压缩空气。例如客机，在飞机起飞前，APU供电或气起动主发动机，使飞机不需要依靠地面电源、气源车来起动主发动机。起飞时，APU可供客舱、驾驶舱照明和空调，使主发动机用于飞机加速、爬升，改善起飞性能。着陆后，仍由APU向飞机上供应电力照明和空调，主发动机停车，节省燃料和降低机场噪声。

APU的进气系统是保证APU在其工作包线范围内正常工作不可缺少的系统之一，其主要功能是在APU整个工作包线范围内为APU提供满足各种工作条件所需的空气流量以及高品质的流场[1-5]。进气系统的原理是通过APU核心压气机和载荷压气机抽吸作用为APU提供所需空气。

1??APU 进气道出口参数计算

1.1??APU 进气系统的流量计算

APU进气系统的流量计算公式如下[6-8]：

式（1）和式（2）中：Qi为每个测点所测小区域的流量；为进气道出口截面处各测点的总压；为进气道出口截面处各测点的总温；Ai为进气道出口截面处各测点所对应的面积；λi为进气道出口截面处各测点的速度因素；K和k为气体常数，K=0.0404，k=1.4。

1.2??APU 进气系统出口的压力畸变系数

APU进气系统出口的压力畸变系数DC定义如下：

式（3）中：为进气道出口截面处的最大总压；为进气道出口截面处的最小总压；为进气道出口截面处的平均总压。

首先从产品结构上看，家电市场迎来新一轮的结构调整升级阶段。彩电市场，曲面电视、超轻薄电视的占比持续提升。冰箱市场结构升级加速，多门市场持续爆发，对开门市场也走出价格战的阴霾，风冷向两门和三门产品持续扩散。洗衣机市场，以10KG为代表的大容量滚筒洗衣机引领市场发展，滚筒产品持续挤压波轮产品的份额，而其中的洗烘一体机则成为今年洗衣机市场上最亮眼的黑马。空调市场，柜机的份额持续扩大，而变频柜机则成为市场的利润中心。厨卫电器市场中，近吸式油烟机高速增长以及大火力、高能效、防干烧等节能安全类燃气灶产品的快速增长；小家电市场，破壁料理机成为市场新增长亮点，成长性斐然。

2??优化前的 APU 进气道

在某型运输机APU进气系统试飞阶段发现，该进气系统出口的压力畸变较大，且进气流量不满足设计指标要求，因此针对该问题，需要对原有的进气道进行适当的改进，以满足APU系统对进气道的要求。优化前的APU进气道如图1所示。

2.1??数值模拟

从图6和图7可以看出，进气道中气流经过弯道，出口靠近弯道一侧出现了较大的流动分离；从图8和图9可以看出，进气道出口的气流分布很不均匀，也是在出口靠近弯道一侧呈现明显的高低压区；从表1可以看出，该进气道出口流量为9.915kg/s（设计要求为10kg/s），同时进气道出口的总压畸变较大，达到了10.2%。

2.2??网格划分

核心压气机进气口采用压力出口边界条件，外场模型中，地面、起落架整流罩外型面和机身外型面采用无滑移壁面边界条件，外场模型其余表面均采用压力进口边界条件，外场模型的边界条件如图5所示。

2.3??边界条件设置

本文采用结构和非结构网格对APU进气系统地面性能计算模型进行网格划分，并对压力梯度较大区域的网格进行加密。APU进气系统地面性能计算模型的网格总数量约为420万，其中结构网格数量约为279万。外场模型的网格划分结果见图3，进气系统模型的网格划分结果见图4。

因为抛锚式教学是依据真实问题建立起来的，所以抛锚式教学就是解决学生所面临的真实问题的过程。因此对教学效果的评价不能完全取决于最后单独的某项简单地测试，而是应该更多的关注到学生在解决问题过程中的相应表现，即学生学习过程中的评价。

针对以上问题，为了使进气道出口气流达到设计要求，课题组针对该进气道特点，进行适当的优化设计，优化的方法是在进气道出口的气流转弯处增加了两个导向叶片，优化后的模型见图10。

2.4??计算结果

首先，政府不能过多干预城市商业银行的业务战略和开展，更不能为追究“政绩”而强迫城商行优先选择大型企业作为客户，过度扩张。同时，需要充分认识小微企业健康发展对于地方经济具有十分重要的作用。地方政府要保障城市商业银行有一个较为自主的决策环境，能够真正根据市场需求做出业务规划。

通过对APU进气系统的数值仿真，同时得到APU进气道出口流场图谱，如图6～图9所示，得到了APU进气道出口参数，如表1所示。

本文通过数值模拟的方法，研究了该进气道内部的流动特性。APU进气系统性能计算模型建模时，综合考虑APU集气室结构、机身外型面、起落架整流罩外型面以及地面对APU进气系统性能计算的影响。APU进气系统性能计算模型如图2所示。

3??优化后的 APU 进气道

3.1??优化设计

我县农村的特点是村交通发达，村庄树林密布，村子多数都有有机蔬菜种植基地、蔬菜种子基地同时也是重要的观赏基地。周边视野开阔，天然景色优美，特色资源丰富。

本文采用市售橡木桶对实验室制备的猕猴桃果酒进行了贮藏研究，随着贮藏时间的延长，电导率、色度和色调等指标呈现上升趋势，而溶解氧、游离二氧化硫、总酚和高级醇等物质均呈现下降趋势，经过橡木桶贮藏后的猕猴桃果酒其感官得分明显提高。在猕猴桃果酒贮藏过程中，物理、化学和感官的变化与样品初始溶解氧含量及橡木桶质量有关，后续将对不同贮藏装置及不同贮藏条件对猕猴桃果酒的影响做进一步研究。

3.2??优化后的数值模拟

通过对APU进气系统的数值仿真，同时得到APU进气道出口流场图谱，如图11～图14所示，得到了APU进气道出口参数，如表2所示。

对比对称面的马赫数和总压云图可以看到，优化后的进气道在转弯处的流动分离明显减小甚至消失；对比进气道出口的马赫数和总压云图可以看到，优化后的进气道出口的高马赫数和高压区域面积明显增加；从表2的对比中可以看出，由于流动分离的大幅减小，气流在进气道出口的平均马赫数、平均总压和气流流量明显增加，尤其是总压畸变指数下降了大约40%。由此可以看出，优化后的进气道极大地改善了流场品质，为进气道后压气机提供了良好的工作环境。

4??安全性分析

为了保证进气道增加导向叶片的设计改进符合CCAR/FAR/CS 25.1309条款的要求，本文针对改进后的设计进行了功能危险性评估（FHA），识别出以下改装设计失效模式：（1）加装导向叶片后，进气道在进气角度的影响下出现严重气流分离，影响APU的正常工作；（2）导向叶片因选材和结构强度问题，发生结构断裂，脱落后可能打伤APU叶栅及其它重要部附件；（3）导向叶片在一定大气环境下表面结冰，影响进气流场通畅，并存在冰层脱落打伤APU转子叶片的可能。针对以上失效模式，建立了系统级安全性评估表（见表3），详细分析了APU进气道功能失效和安全影响。

经安全性分析，设计优化后的APU进气道及导向叶片，在飞行各个阶段都能满足适航标准的要求，其妨碍飞机继续安全飞行与着陆的失效情况概率很小，对机组和乘员的安全影响概率极小并可控，满足设计安全性要求。

5??结论

本文从实际应用中出现的问题着手，根据该型进气道的特点，利用数值模拟的方法，研究了原有进气道的流动特征，找出了问题的关键，针对性提出了优化设计方案。通过对比优化设计前后进气道内部和出口的流场，以及进气道出口气动参数，发现优化后的进气道流动效率更高，能为进气道后的压气机提供更好的流场品质，达到了设计指标。同时，对优化设计方案进行了安全性分析，分析结果表明，优化设计符合相关适航标准要求。

参考文献

[1] 李冰，郝晓乐，申世才.航空发动机进口空气流量测量方案分析[J].燃气涡轮试验与研究，2013（4）：58-61.

[2] 史建邦，申世才，高扬，等.航空发动机空气流量测量与计算方法研究[J].工程与试验，2011（4）：19-22，45.

[3] 史建邦，申世才，马燕荣，等.某型涡扇发动机进口空气流量及附面层的测量与计算[J].测控技术，2012，31（6）：38-41.

[4] 鲍洋洋，喻志强，王宇川.压缩空气流量测量方法分析[J].通用机械，2012（8）：90-93.

[5] 曲行丽，杨廷剑.流量测量技术综述[J].科技信息，2011（22）：759，764.

[6] 潘锦珊，单鹏.气体动力学基础[M].北京：国防工业出版社，2011.

[7] 王新月.气体动力学基础[M].西安：西北工业大学出版社，2006.

[8] 修忠信.民用飞机系统安全性设计与评估技术概论[M].上海：上海交通大学出版社，2018.

[9] 魏龙.热工与流体力学基础[M].北京：化学工业出版社，2007.