题目：刷式密封设计方法与性能研究

航空发动机的气体流动和滑油循环，需要附以多种类型的密封结构阻止、限制或控制泄漏及泄漏流向。航空发动机燃气涡轮的热力学循环通常在高温、高压和高回流比的环境下运行。内流系统的回流导致了热力学循环损失的增加，减少回流可以改进内流系统，从而提高其热力学效率。刷式密封技术的出现已经有数十年的历史，随着制造技术和设计水平及计算能力的提高，在最近二十几年得到了快速的发展。相比较已经得到普遍应用而泄漏率仍然较高的迷宫密封来说，它具有良好的密封性能，且结构紧凑，因而不失为一种有效的替代密封形式。本文利用各向异性多孔介质模型建立了刷式密封流场计算的物理模型，用阻抗力表示刷丝对流动的阻碍作用，并将其作为N-S方程的源项。采用SIMPLE算法建立其计算模型，通过流场计算，得出了刷式密封的压力分布、速度分布以及质量泄漏率等与刷式密封性能相关的空气动力学性能。利用有限差分法计算了刷密封的温度场分布，过盈安装状况下的密封对转子的摩擦力矩以及刷丝应力。在此基础上，自主开发了刷式密封性能分析软件，利用该软件平台，对刷式密封不同工况下结构参数对密封性能的影响进行了分析研究，并基于该软件建立了刷式密封设计数据库，为刷密封设计提供了有益的参考。