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题目:加力涡扇发动机加减速过程实时仿真模型研究

关键词:涡扇发动机/加减速过程/数值仿真/实时模型

  摘要

航空发动机加减速过程的数值仿真,可以有效节省发动机调试的时间与成本,而且可以获得实际试车时难以测量的参数,便于分析和解决加减速过程中遇到的实际工程问题,因此加减速过程的数值模拟对型号研制具有重要的现实意义。 近年来国内外对发动机建模有了较深入的研究,而且在型号研制过程中可以积累大量的试车试验数据,使建立工程实用的发动机数值仿真模型成为可能。 本文研究了加力涡扇发动机加减速过程的数值仿真模型,该模型采用的建模方法为积分算法,即在通常的部件法的基础上,考虑容腔效应,引入容积模块,通过积分直接求解非线性方程组,无需进行迭代运算,从而不用简化部件特性即可实现模型的实时性。 发动机各个部件特性试验得到的特性数据,必须针对仿真程序的计算特点进行适当的精简与修正,并对一些特性数据进行换算处理后,可以得到既能较准确反映部件特性又能满足程序计算需要的部件特性曲线。本文针对发动机加减速过程特点对部件特性数据进行了处理,建立了涡扇发动机加减速过程实时仿真模型。计算结果表明,数值模拟仿真的误差不大于5%,说明本文建立的加减速过程实时仿真模型是基本满足工程研制需要的。 发动机加减速性能是发动机重要性能指标之一,它直接关系到飞机起飞、加速飞行和机动飞行等性能的好坏。借助于仿真模型的模拟计算,本文重点对风扇进口导流叶片角度、压气机可调静子叶片角度、发动机加减速供油和尾喷口收放时间等调节规律的变化对发动机加减速性能和发动机工作稳定性的影响进行了对比和原理分析。通过对调节规律变化的研究,可以为加力涡扇发动机研制过程中的调节规律优化提供参考,也可以为发动机试车过程中的台架调节提供调整依据。