[發明專利]一種變幾何進氣道與發動機的一體化建模方法在審
| 申請號： | 202011209312.5 | 申請日： | 2020-11-03 |
| 公開（公告）號： | CN112507476A | 公開（公告）日： | 2021-03-16 |
| 發明（設計）人： | 周文祥;邵屹軒;潘慕絢;魯峰;黃金泉 | 申請（專利權）人： | 南京航空航天大學 |
| 主分類號： | G06F30/17 | 分類號： | G06F30/17;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14;G06F119/08 |
| 代理公司： | 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249 | 代理人： | 徐激波 |
| 地址： | 210001 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 幾何 進氣道 發動機 一體化 建模 方法 | ||
1.一種變幾何進氣道與發動機的一體化建模方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟S1、根據GasTurb特性圖建立雙軸渦扇發動機部件級模型；
步驟S2、對變幾何進氣道進行CFD計算，得到輸出數據，再根據輸出數據建立變幾何進氣道節流特性圖；
步驟S3、根據所述變幾何進氣道節流特性圖建立變幾何進氣道零維模型；
步驟S4、對步驟S1確定的雙軸渦扇發動機部件級模型，以及步驟S3確定的變幾何進氣道零維模型，然后進行匹配操作，得到進氣道與發動機一體化模型。
2.根據權利要求1所述的一種變幾何進氣道與發動機的一體化建模方法，其特征在于，在所述步驟S1中，所述GasTurb特性圖是指從燃氣輪機性能分析軟件GasTurb中獲取的雙軸渦扇發動機旋轉部件特性圖；
所述雙軸渦扇發動機部件級模型是指：首先根據氣動熱力學建立發動機各部件的數學模型，然后再根據相鄰部件的靜壓平衡方程和流量平衡方程，以及旋轉部件的功率平衡方程建立雙軸渦扇發動機部件級模型。
3.根據權利要求2所述的一種變幾何進氣道與發動機的一體化建模方法，其特征在于，在所述步驟S2中，所述對變幾何進氣道進行CFD計算是指：以和所述雙軸渦扇發動機部件級模型匹配為基準，對不同工況下的所述變幾何進氣道進行CFD計算，得到所述變幾何進氣道的輸出數據，所述輸出數據包括：出口總壓恢復系數和流量系數；
所述變幾何進氣道節流特性圖是指：所述出口總壓恢復系數和流量系數的關系圖。
4.根據權利要求3所述的一種變幾何進氣道與發動機的一體化建模方法，其特征在于，所述步驟S3，具體包括：
步驟S301、在給定飛行馬赫數、高度的條件下，計算標準大氣氣流經過所述變幾何進氣道后的氣體靜溫TS0、氣體靜壓PS0以及氣體總溫Tt1和氣體總壓Pt1；
步驟S302、根據所述變幾何進氣道節流特性圖，由所述變幾何進氣道的流量系數確定出口總壓恢復系數σI；
步驟S303、根據氣體動力學公式計算變幾何進氣道喉道氣體流量，表達式為：
公式中，k表示為氣體絕熱指數，R表示為氣體常數，Ac表示為變幾何進氣道的捕獲面積，定義為變幾何進氣道進口在垂直方向的截面積，q(λ1)表示為變幾何進氣道進口流量函數，表示為變幾何進氣道出口流量系數，Pt1表示為在標準大氣壓下，氣體流經所述變幾何進氣道時的氣體總壓，Tt1表示為在標準大氣壓下，氣體流經所述變幾何進氣道時的氣體總溫；
步驟S304、計算當輔助進氣門和輔助放氣門分別打開時，變幾何進氣道出口氣體流量，表達式為：
公式中，fA(β)表示為輔助進氣門面積，q(λth)表示為變幾何進氣道喉道處流量函數，fA(γ)表示為輔助放氣門面積，Wath表示為變幾何進氣道喉道氣體流量，Wa12,β表示為當輔助進氣門打開時，變幾何進氣道出口氣體流量的函數；Wa12,γ表示為當輔助放氣門打開時，變幾何進氣道出口氣體流量的函數，Pt1表示為在標準大氣壓下，氣體流經所述變幾何進氣道時的氣體總壓，Tt1表示為在標準大氣壓下，氣體流經所述變幾何進氣道時的氣體總溫。
5.根據權利要求4所述的一種變幾何進氣道與發動機的一體化建模方法，其特征在于，在所述步驟S4中，所述匹配操作包括：在所述雙軸渦扇發動機部件級模型中加入進氣道出口與風扇進口流量平衡方程，并且加入初猜值，初猜值為變幾何進氣道出口流量系數
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