Investigation of mathematical model of pressure measurement system in aircraft engines

封面

如何引用文章

全文:

详细

A mechanical system consisting of a pipeline connected at one end to the combustion chamber of an aircraft engine, and with a sensor designed to measure the pressure in the combustion chamber at the other end is investigated in the work. The sensitive element of the sensor, which transmits information about pressure, is an elastic plate. A mathematical model of a pressure measurement system, taking into account the transfer of heat flow through a pipeline with a working medium (gas or liquid) from the engine to the elastic element, is proposed. To describe the vibrations of the sensitive element of the sensor, a linear model of a solid deformable body is considered, taking into account the temperature distribution over the thickness of the elastic element. Using the small parameter method, a coupled system of asymptotic partial differential equations was obtained that describes the joint dynamics of the gas-liquid medium in the pipeline and the elastic sensitive element of the pressure sensor. The cases of hinged and rigid fastening of the ends of the sensing element were studied. Based on the Bubnov – Galerkin method, the problem is reduced to the study of a coupled system of ordinary differential equations. Using the computer algebra system Mathematica 12.0, numerical experiments were carried out for specific parameters of the mechanical system.

作者简介

Petr Velmisov

Ulyanovsk State Technical University

Email: velmisov@ulstu.ru
ORCID iD: 0000-0001-7825-7015
SPIN 代码: 3073-0889
Scopus 作者 ID: 6506739055
Researcher ID: D-5785-2017
Russia, 432027, Ulyanovsk, Severny Venetz Str., 32

Andrey Ankilov

Ulyanovsk State Technical University

Email: ankil@ulstu.ru
ORCID iD: 0000-0002-5946-8535
SPIN 代码: 8170-8422
Scopus 作者 ID: 6701378606
Researcher ID: B-3371-2017
Russia, 432027, Ulyanovsk, Severny Venetz Str., 32

Yuliya Pokladova

Ulyanovsk State Technical University

编辑信件的主要联系方式.
Email: pokladovau@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-9876-4038
SPIN 代码: 6541-2959
Scopus 作者 ID: 57205145512
Researcher ID: C-2095-2019
Russia, 432027, Ulyanovsk, Severny Venetz Str., 32

参考

  1. Aulisa E., Ibragimov A., Kaya-Cekin E. Y. Fluid structure interaction problem with changing thickness beam and slightly compressible fluid // Discrete and Continuous Dynamical Systems– S. 2014. Vol. 7, № 6. P. 1133–1148. https://doi.org/10.3934/dcdss.2014.7.1133
  2. Faal R. T., Derakhshan D. Flow-induced vibration of pipeline on elastic support // Procedia Engineering. 2011. Vol. 14. P. 2986–2993. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2011.07.376
  3. Kheiri M., Paidoussis M. P. Dynamics and stability of a flexible pinned-free cylinder in axial flow // Journal of Fluids and Structures. 2015. Vol. 55. P. 204–217. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2015.02.013
  4. Giacobbi D. B., Semler C., Paidoussis M. P. Dynamics of pipes conveying fluid of axially varying density // Journal of Sound and Vibration. 2020. Vol. 473. Art. 115202. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2020.115202
  5. Abdelbaki A. R., Paidoussis M. P., Misra A. K. A nonlinear model for a hanging cantilevered pipe discharging fluid with a partially-confined external flow // International Journal of Non-Linear Mechanics. 2020. Vol. 118. Art. 103290. https://doi.org/10.1016/j.ijnonlinmec.2019.103290
  6. Velmisov P. A., Pokladova Yu. V., Mizher U. J. Mathematical modeling of the mechanical system “pipeline– pressure sensor” // AIP Conference Proceedings. 2019. Vol. 2172. P. 030006-1–030006-12. https://doi.org/10.1063/1.5133495, EDN: PJPWYD
  7. Velmisov P. A., Pokladova Yu. V. Mathematical modelling of the “pipeline– pressure sensor” system // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1353. Art. 012085. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1353/1/012085, EDN: QDIGJK
  8. Вельмисов П. А., Покладова Ю. В. Математическое моделирование систем измерения давления // Вестник Ульяновского государственного технического университета. 2020. № 2–3 (90–91). С. 10–19. EDN: CCGTAB
  9. Анкилов А. В., Вельмисов П. А., Горбоконенко В. Д., Покладова Ю. В. Математическое моделирование механической системы «трубопровод – датчик давления». Ульяновск : УлГТУ, 2008. 188 с. EDN: QNVYPF
  10. Вельмисов П. А., Покладова Ю. В. Исследование динамики деформируемых элементов некоторых аэрогидроупругих систем. Ульяновск : УлГТУ, 2018. 152 с. EDN: VNPZJX
  11. Михайлов П. Г., Мокров Е. А., Митрохин С. В., Сергеев Д. А. Особенности метрологического обеспечения современных датчиков пульсаций давлений // Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2012. № 5 (130). С. 174–179. EDN: OYDWKL
  12. Михайлов П. Г., Мокров Е. А., Сергеев Д. А., Скотников В. В., Петрин В. А., Чернецов М. А. Чувствительные элементы высокотемпературных датчиков давления. Материалы и технологии изготовления // Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2014. № 4 (153). С. 204–213. EDN: SDJKNB
  13. Пирогов С. П. Манометрические трубчатые пружины. Санкт-Петербург : Недра, 2009. 276 с.
  14. Pirogov S. P., Cherentsov D. A., Chuba A. Yu., Ustinov N. N. Simulation of forced oscillations of pressure monitoring devices // International Journal of Engineering Trends and Technology. 2022. Vol. 70, № 2. P. 32–36. https://doi.org/10.14445/22315381/IJETT-V70I2P205, EDN: BYSORN
  15. Эткин Л. Г. Виброчастотные датчики. Теория и практика. Москва : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 408 с.
  16. Белозубов Е. М., Васильев В. А., Запевалин А. И., Чернов П. С. Проектирование упругих элементов нано- и микроэлектромеханических систем // Измерительная техника. 2011. № 1. С. 17–19. EDN: NDWZHT
  17. Дмитриенко А. Г., Исаков С. А., Белозубов Е. М. Датчики давления на основе нано- и микроэлектромеханических систем для ракетной и авиационной техники // Датчики и системы. 2012. № 9. С. 19–25. EDN: PCIXWT
  18. Белозубов Е. М., Мокров Е. А., Тихомиров Д. В. Минимизация погрешности тонкопленочных тензорезисторных датчиков давления при воздействии нестационарной температуры // Датчики и системы. 2004. № 1. С. 26–29. EDN: KWKNDB
  19. Стучебников В., Васьков Ю., Савченко Е. Специальные датчики давления промышленной группы «МИДА» // Компоненты и технологии. 2021. № 5 (238). С. 12–15. EDN: BTNIBZ
  20. Казарян А. А., Грошев Г. П. Универсальный датчик давления // Измерительная техника. 2008. №3. С. 26–30. EDN: MVJYGR
  21. Савченко Е. Г., Стучебников В. М., Устинов А. А. Особенности проектирования высокотемпературных тензопреобразователей давления на основе структур КНС // Приборы. 2016. № 3 (189). С. 1–7. EDN: VSELAP

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML


Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».