[發明專利]航空發動機數學模型部件特性修正方法有效
| 申請號： | 201910196035.X | 申請日： | 2019-03-15 |
| 公開（公告）號： | CN109871653B | 公開（公告）日： | 2020-09-01 |
| 發明（設計）人： | 龐淑偉;李秋紅;張海波;馮海龍 | 申請（專利權）人： | 南京航空航天大學 |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20;G06F30/15 |
| 代理公司： | 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467 | 代理人： | 楊楠 |
| 地址： | 210000 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 航空發動機 數學模型 部件 特性 修正 方法 | ||
1.一種航空發動機數學模型部件特性修正方法，以模型輸出匹配試車數據為原則，利用修正系數對部件特性進行修正；其特征在于，所述修正系數通過以下方法確定：
步驟A、根據發動機結構確定相應的待修正部件特性；
步驟B、根據試車數據的最大工作點和最小工作點確定初步的修正系數，并利用初步的修正系數對特性圖進行整體縮放；所述步驟B具體包括：
步驟B1、根據試車數據確定最大工作點和最小工作點的測量值；
步驟B2、利用如下式(1)所示的修正系數xnew1對各個部件特性圖進行縮放：
式中，x表示修正系數，π表示壓比，m表示折合流量，η表示效率，下標new0表示原始的特性圖，下標new1表示經過上式縮放的特性圖；
步驟B3、優化式(1)中的修正系數使得穩態模型的計算結果與最大工作點的測量值誤差最小，從而確定相應修正系數xnew1的值；
步驟B4、利用如下式(2)所示的修正系數xnew2對經過式(1)縮放的特性圖再次進行縮放：
式中，下標new2表示經過上式縮放的特性圖，d表示穩態模型利用特性圖new1計算得到的最大工作點；
步驟B5、優化式(2)中的修正系數使得穩態模型的計算結果與最小工作點的測量值誤差最小，從而確定相應修正系數xnew2的值；
步驟C、依據穩態數據對步驟B整體縮放后的特性圖進行分塊，并確定修正系數的定義域，利用穩態計算模型和優化算法確定部件特性修正系數并得到新的特性圖；
步驟D、依據動態數據對步驟C所得到的特性圖進行分塊，并確定修正系數的定義域，利用動態計算模型和優化算法確定修正系數，并獲得最終特性圖。
2.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟C具體包括：
步驟C1、按照穩態試車數據的輸入量，利用穩態模型估計各個穩態點的折合轉速；
步驟C2、在步驟B整體縮放后的特性圖new2上，根據所估計的折合轉速內插轉速線并初步劃分轉速區域，使得劃分后的各區域內具有盡可能少的穩態點；
步驟C3、選定除最大工作點之外，折合轉速最大且其左下方/左方相鄰轉速線尚未被修正的至少一個穩態工作點，利用下式(3)對所選穩態點相應的特性線進行修正：
式中，x表示修正系數，π表示壓比，m表示折合流量，η表示效率，下標new2表示步驟B整體縮放后的特性圖，下標new3表示經過式(3)修正后的特性圖，ηref表示效率參考值，根據所對應的部件進行選取；
步驟C4、按照下式(4)-式(6)選取式(3)中壓比、流量、效率的修正系數定義域：
式中，i表示第i條轉速線，i-1和i+1表示與第i條相鄰的兩條轉速線，k表示一條轉速線上的第k個點，下標fan表示風扇，N表示第i條轉速線上特性數據點的個數，ηlb、ηub分別表示允許的最小和最大效率，根據所對應的部件進行選取；
步驟C5、優化式(3)中的修正系數使得穩態模型的計算結果與所選取的穩態點各試車數據相對誤差最小，從而確定相應修正系數的值；
步驟C6、驗證特性圖的分塊是否正確，若不正確，則返回步驟C3；若正確則執行步驟C7；特性圖分塊正確是指通過確定的修正系數，利用穩態模型重新估計被匹配的工作點的折合轉速時，對應的折合轉速仍然處于之前劃分的轉速區域范圍內；
步驟C7、判斷是否所有的穩態點都已經完成匹配，若是則得到新的特性圖new3并結束，否則返回步驟C1。
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