TBCC组合发动机仿真模型的结构化建模及性能分析
发布时间：2022-02-24 08:29
TBCC组合发动机具有能够0速度启动、宽速域工作、能够多次使用等诸多优点。国内大量单位都对组合发动机开展了研究,而对TBCC组合发动机的研究中利用模型仿真是一种有效的手段。本文通过建立TBCC组合发动机的结构化模型对涡扇发动机的马赫数工作上限和并联式TBCC组合发动机双通道共同工作时的性能变化规律进行了研究。根据本文研究需求分析了各国的TBCC组合发动机仿真现状,并且搭建了适用于TBCC组合发动机的结构化模型,该结构化模型由部件法搭建,各模块高度集成具有较好的可拓展性。对于涡轮发动机模态采用流量法进行搭建,稳态求解利用牛顿-拉夫森迭代求解。对于冲压发动机模态分别建立了亚燃/超燃两种燃烧模态。通过进气道的开度分配流量建立成组合发动机模型。使用搭建的结构化模型分别建立了涡轮发动机和冲压发动机模型,对涡轮模态和冲压模态的变当量比和进气道开度的性能分析,并且确定合适的涡轮模态加力燃烧室喉道面积和加力燃烧室总温。利用得到的结构化模型建立双转子的涡扇发动机模型,并且对涡扇发动机的最高工作马赫数进行研究。主要通过改变燃烧室温度、变几何调节和叶片导向器调节等对涡扇发动机最高工作马赫数进行研究。通过建立...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内外组合发动机研究现状
1.2.2 国内外组合发动机建模研究现状
1.3 本文的主要工作
第2章 组合发动机冲压部分结构化模型建立及性能分析
2.1 引言
2.2 冲压发动机结构化模型的基本假设
2.3 冲压发动机结构化模型的框架和参数传递研究
2.3.1 冲压发动机模型计算流程研究
2.3.2 冲压发动机各部件模型参数传递研究
2.4 冲压发动机各部件模型具体搭建研究
2.4.1 冲压发动机进气道模型搭建研究
2.4.2 冲压发动机隔离段模型搭建研究
2.4.3 冲压发动机燃烧室模型搭建研究
2.4.4 冲压发动机尾喷管模型搭建研究
2.5 冲压发动机变工况性能参数分析
2.5.1 飞行轨迹和冲压发动机几何尺寸选择
2.5.2 冲压发动机变工况性能参数研究
2.6 本章小结
第3章 组合发动机涡轮部分模型建立及性能分析
3.1 引言
3.2 涡轮发动机结构化模型建模基础和基本假设
3.3 涡轮发动机各模型封装研究
3.3.1 压气机模型封装研究
3.3.2 涡轮燃烧室模型封装研究
3.3.3 涡轮模型封装研究
3.3.4 分流器模型封装研究
3.3.5 混合器模型封装研究
3.3.6 尾喷管模型封装研究
3.3.7 转子轴模型封装研究
3.3.8 涡轮发动机稳态求解器封装研究
3.4 涡轮发动机变工况性能参数分析
3.4.1 涡轮发动机特性选取和飞行轨迹选择
3.4.2 涡轮发动机变工况性能仿真分析
3.5 本章小结
第4章 涡扇发动机最高工作马赫数影响因素研究
4.1 引言
4.2 涡扇发动机变马赫数工作特性研究
4.3 涡轮前温度对最高工作马赫数影响研究
4.4 几何调节对最高工作马赫数的影响研究
4.4.1 尾喷管面积对最高工作马赫数的影响研究
4.4.2 混合器面积比对最高工作马赫数的影响研究
4.5 叶片导向器调节对发动机最高工作马赫数影响研究
4.5.1 压气机导向器调节对最高工作马赫数影响研究
4.5.2 涡轮导向器调节对最高工作马赫数影响研究
4.6 涡扇发动机最高工作马赫数影响因素总结
4.7 本章小结
第5章 组合发动机双通道共同工作时性能优化分析
5.1 引言
5.2 涡轮和冲压单通道性能分析
5.2.1 涡轮和冲压单通道性能随马赫数变化规律研究
5.2.2 涡轮和冲压单通道性能随进气道开度变化规律研究
5.3 组合发动机双通道共同工作下的性能分析
5.3.1 组合发动机油气比限制下的进气道开度优化分析
5.3.2 组合发动机最大推力约束下的燃油分配研究
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]T-MATS模块在航空发动机仿真中的应用研究[J]. 张晨阳. 科技经济导刊. 2019(07)
[2]面向适航的航空发动机非线性气动热力建模方法综述[J]. 张曙光,魏志远,夏双枝. 航空动力学报. 2018(12)
[3]Ma4一级内并联式TBCC发动机模态转换性能分析[J]. 张明阳,王占学,刘增文,张晓博. 推进技术. 2017(02)
[4]日本TBCC发动机的发展[J]. 耿苗,薛永广. 飞航导弹. 2013(09)
[5]国外TBCC组合循环发动机方案及发展浅析[J]. 刘赵云. 飞航导弹. 2013(07)
[6]基于GasTurb/MATLAB的航空发动机部件级模型研究[J]. 张书刚,郭迎清,陆军. 航空动力学报. 2012(12)
[7]基于流量法的齿轮传动涡扇发动机动态建模[J]. 童万军,唐世建. 航空动力学报. 2011(06)
[8]组合发动机可调进气道气动性能[J]. 严红明,钟兢军,杨凌,韩吉昂. 航空动力学报. 2011(02)
[9]航空发动机组态建模技术研究[J]. 陶金伟,黄金泉,周文祥. 航空动力学报. 2010(10)
[10]TBCC进气道研究现状及其关键技术[J]. 张华军,郭荣伟,李博. 空气动力学学报. 2010(05)
博士论文
[1]变循环发动机特性分析及其与飞机一体化设计研究[D]. 周红.西北工业大学 2016
[2]航空发动机及控制系统建模与面向对象的仿真研究[D]. 周文祥.南京航空航天大学 2006
硕士论文
[1]外并联型TBCC进气道模态转换特性研究[D]. 曹石彬.哈尔滨工业大学 2015
[2]TBCC发动机的建模与过渡段性能优化[D]. 赵钰琦.哈尔滨工业大学 2014
[3]变循环发动机建模及控制规律研究[D]. 苟学中.南京航空航天大学 2012
[4]面向控制的超燃冲压发动机一维建模研究[D]. 曹瑞峰.哈尔滨工业大学 2011
[5]TBCC推进系统总体性能建模与工作特性分析[D]. 李龙.南京航空航天大学 2008
[6]涡轮冲压组合发动机部件设计方法及内流场数值研究[D]. 汪维娜.西北工业大学 2006
本文编号：3642351
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内外组合发动机研究现状
1.2.2 国内外组合发动机建模研究现状
1.3 本文的主要工作
第2章 组合发动机冲压部分结构化模型建立及性能分析
2.1 引言
2.2 冲压发动机结构化模型的基本假设
2.3 冲压发动机结构化模型的框架和参数传递研究
2.3.1 冲压发动机模型计算流程研究
2.3.2 冲压发动机各部件模型参数传递研究
2.4 冲压发动机各部件模型具体搭建研究
2.4.1 冲压发动机进气道模型搭建研究
2.4.2 冲压发动机隔离段模型搭建研究
2.4.3 冲压发动机燃烧室模型搭建研究
2.4.4 冲压发动机尾喷管模型搭建研究
2.5 冲压发动机变工况性能参数分析
2.5.1 飞行轨迹和冲压发动机几何尺寸选择
2.5.2 冲压发动机变工况性能参数研究
2.6 本章小结
第3章 组合发动机涡轮部分模型建立及性能分析
3.1 引言
3.2 涡轮发动机结构化模型建模基础和基本假设
3.3 涡轮发动机各模型封装研究
3.3.1 压气机模型封装研究
3.3.2 涡轮燃烧室模型封装研究
3.3.3 涡轮模型封装研究
3.3.4 分流器模型封装研究
3.3.5 混合器模型封装研究
3.3.6 尾喷管模型封装研究
3.3.7 转子轴模型封装研究
3.3.8 涡轮发动机稳态求解器封装研究
3.4 涡轮发动机变工况性能参数分析
3.4.1 涡轮发动机特性选取和飞行轨迹选择
3.4.2 涡轮发动机变工况性能仿真分析
3.5 本章小结
第4章 涡扇发动机最高工作马赫数影响因素研究
4.1 引言
4.2 涡扇发动机变马赫数工作特性研究
4.3 涡轮前温度对最高工作马赫数影响研究
4.4 几何调节对最高工作马赫数的影响研究
4.4.1 尾喷管面积对最高工作马赫数的影响研究
4.4.2 混合器面积比对最高工作马赫数的影响研究
4.5 叶片导向器调节对发动机最高工作马赫数影响研究
4.5.1 压气机导向器调节对最高工作马赫数影响研究
4.5.2 涡轮导向器调节对最高工作马赫数影响研究
4.6 涡扇发动机最高工作马赫数影响因素总结
4.7 本章小结
第5章 组合发动机双通道共同工作时性能优化分析
5.1 引言
5.2 涡轮和冲压单通道性能分析
5.2.1 涡轮和冲压单通道性能随马赫数变化规律研究
5.2.2 涡轮和冲压单通道性能随进气道开度变化规律研究
5.3 组合发动机双通道共同工作下的性能分析
5.3.1 组合发动机油气比限制下的进气道开度优化分析
5.3.2 组合发动机最大推力约束下的燃油分配研究
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]T-MATS模块在航空发动机仿真中的应用研究[J]. 张晨阳. 科技经济导刊. 2019(07)
[2]面向适航的航空发动机非线性气动热力建模方法综述[J]. 张曙光,魏志远,夏双枝. 航空动力学报. 2018(12)
[3]Ma4一级内并联式TBCC发动机模态转换性能分析[J]. 张明阳,王占学,刘增文,张晓博. 推进技术. 2017(02)
[4]日本TBCC发动机的发展[J]. 耿苗,薛永广. 飞航导弹. 2013(09)
[5]国外TBCC组合循环发动机方案及发展浅析[J]. 刘赵云. 飞航导弹. 2013(07)
[6]基于GasTurb/MATLAB的航空发动机部件级模型研究[J]. 张书刚,郭迎清,陆军. 航空动力学报. 2012(12)
[7]基于流量法的齿轮传动涡扇发动机动态建模[J]. 童万军,唐世建. 航空动力学报. 2011(06)
[8]组合发动机可调进气道气动性能[J]. 严红明,钟兢军,杨凌,韩吉昂. 航空动力学报. 2011(02)
[9]航空发动机组态建模技术研究[J]. 陶金伟,黄金泉,周文祥. 航空动力学报. 2010(10)
[10]TBCC进气道研究现状及其关键技术[J]. 张华军,郭荣伟,李博. 空气动力学学报. 2010(05)
博士论文
[1]变循环发动机特性分析及其与飞机一体化设计研究[D]. 周红.西北工业大学 2016
[2]航空发动机及控制系统建模与面向对象的仿真研究[D]. 周文祥.南京航空航天大学 2006
硕士论文
[1]外并联型TBCC进气道模态转换特性研究[D]. 曹石彬.哈尔滨工业大学 2015
[2]TBCC发动机的建模与过渡段性能优化[D]. 赵钰琦.哈尔滨工业大学 2014
[3]变循环发动机建模及控制规律研究[D]. 苟学中.南京航空航天大学 2012
[4]面向控制的超燃冲压发动机一维建模研究[D]. 曹瑞峰.哈尔滨工业大学 2011
[5]TBCC推进系统总体性能建模与工作特性分析[D]. 李龙.南京航空航天大学 2008
[6]涡轮冲压组合发动机部件设计方法及内流场数值研究[D]. 汪维娜.西北工业大学 2006
本文编号：3642351
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3642351.html
