[發明專利]一種發動機仿真設計方法

在審

• 申請號: 201410629600.4
• 申請日: 2014-11-10
• 公開（公告）號: CN104462653A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 武藝;朱哲;閆素銀;張海江;樊瑞華
• 申請（專利權）人: 沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種發動機仿真設計方法，其特征在于：包括以下步驟：

對于任意選定的發動機部件，繪出發動機功率和流經發動機的空氣路徑，通過連接節點將一個部件的輸出端連接至下一個部件的輸入端；

根據每個部件的相互連接關系得到程序輸入、系統變量和部件規定的特性的函數關系；

利用上述函數關系進行計算，得到一個待求解的聯立代數超越方程和偏微分方程組；

求解上述方程和/或方程組，得到整臺發動機各節點處的參數和總體性能參數。

2.按權利要求1所述的發動機仿真設計方法，其特征在于：發動機穩態氣動熱力計算包括設計點性能計算和非設計點性能計算，其中設計點性能計算包括以下步驟：

1)確定發動機類型，并繪制發動機流程截面圖，根據流程截面圖上設定的截面符號輸入到熱力循環計算程序中，得到對應截面上的氣流流量、總溫、總壓氣動參數；

2)根據被計算的發動機流程截面圖和發動機的具體情況及使用特點，輸入發動機要求的引氣量、功率提取、冷氣空氣量、放氣量的具體值；

3)輸入發動機設計點的飛行高度和馬赫數；

4)輸入發動機流道內各段的流程損失；

5)輸入熱力循環參數。

3.按權利要求2所述的發動機仿真設計方法，其特征在于：

對于外設換熱器的發動機，以通用程序處理方法為基礎，根據發動機的持點，增加熱交換部件的熱力循環處理程序，其換熱器管內空氣引自高壓壓氣機，換熱器管外為外函空氣，換熱器換熱后各參數按下列各式計算：

換熱器出口的空氣總溫??

換熱后外函空氣總溫??

換熱器出口的空氣總壓??

換熱后外函空氣總壓??

其中：T₂^*、P₂^*為換熱器管內氣流換熱前的總溫、總壓；T₁₂^*、P₁₂^*為換熱器管外氣流換熱前的總溫、總壓；q_ma1為風扇入口空氣流量；q_ma2為高壓出口空氣流量；q_ma換熱器為換熱器管內空氣流量；q_ma外函為外函空氣流量；分別為換熱器內、外流的總壓損失系數。

4.按權利要求1所述的發動機仿真設計方法，其特征在于：

所述輸入發動機流道內各段的流程損失包括：進氣道、外涵管道、風扇壓氣機過渡段、高低壓渦輪過渡段、渦輪后到加力燃燒室之間的擴壓段流道內的總壓恢復系數。

5.按權利要求1所述的發動機仿真設計方法，其特征在于：

所述輸入熱力循環參數為：發動機的流量、涵道比，壓氣機的換算流量、增壓比、絕熱效率，燃燒室的燃燒效率、總壓損失、出口溫度，渦輪的絕熱效率，加力燃燒室的燃燒效率、總壓損失和加力溫度。

6.按權利要求1所述的發動機仿真設計方法，其特征在于：對于具有雙涵道混合排氣的渦扇發動機，增加兩股能量不同的氣流進行熱交換過程的計算模型。