基于正激波位置反馈的超声速客机进/发综合控制研究
发布时间：2021-04-09 12:36
超声速客机的飞行稳定性、安全性及舒适性均受到了极大的考验,特别是在大气湍流的作用下,进气道与发动机内流耦合问题更为突出。针对超声速状态下进/发匹配问题,本文利用放气调节,设计了进气道正激波位置自抗扰闭环控制,在抑制来流扰动的同时,实时优化发动机内流性能。为解决进气道调节过程中安装性能下降的问题,提出了一种进气道/发动机综合控制方法,在大气扰动的情况下,通过正激波位置、燃油、尾喷管喉道面积调节控制安装推力,使得推力控制稳定性明显增强。主要研究内容如下:首先,对超声速进气道CFD仿真与正激波位置测量方法进行了研究。建立了二维混压式超声速进气道扩张段放气仿真模型,基于FLUENT软件模拟放气阀门动态变化,并在放气过程中,利用动网格技术实现进气道局部网格重构。同时,针对正激波位置测量的压比法,基于上述进气道CFD模型对其进行了计算检测,结果表明该方法能准确估计正激波位置,测试误差小于3%。其次,针对大气湍流和下游扰动,设计了采用放气调节的进气道正激波位置闭环控制回路。从温度、压力、马赫数三个方面详细分析了大气扰动对超声速进气道的动稳态影响,给出了大气湍流模型。利用非线性最小二乘辨识方法对正激波...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超音速客机与推进系统耦合关系图
进发交界面放气门δ1δ2δ3β图 2. 5 仿真模型型如图 2.6 所示，其中的 X ,Y 分别为进气道长高，均为无量纲数。为了过程，基于 FLUENT 软件进行了二维非定常 CFD 计算，以模拟进气道游干扰以及放气调节下流场的动态变化。湍流模型采用k ω中的 SST 计算，时间步长 0.01ms，内迭代步数设为 30。放气阀门的开启主要是通er Defined Function)结合动网格技术[43]来实现，通过改变阀门角度来达到
（a）全部计算网格（b）放气区域三角形网格图 2. 7 计算网格2.3.2 数值计算控制方程目前，纳维-斯托克斯方程（ N S方程）是描述连续介质流动的最完整形式。在不考虑重力、热辐射和化学反应时，直角坐标系下二维可压流动的守恒型雷诺平均 N S方程为：W F G Q Rt x y x y + + = + (2-5)式中，[ ]( ) ( )u vu uu P uvW F Gv vu vv Pe e P u e P vρ ρ ρρ ρ ρρ ρ ρ + = + + + (2-6)[ ]0 0xx xyyx yyxx yx x xy yy yQ Ru q u v qτ ττ ττ τ τ τ = + + + + (2-7)其中
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声速运输系统技术研究进展综述[J]. 邓帆,焦子涵,谢峰,王阳,刘辉. 飞航导弹. 2017(08)
[2]涡轮冲压组合发动机模态转换多变量控制研究[J]. 聂聆聪,李岩,戴冬红,姜渭宇,侯营东,吴智锋. 推进技术. 2017(05)
[3]航空发动机超声速巡航性能寻优控制研究[J]. 孙丰勇,张海波,叶志锋,郑前钢. 推进技术. 2015(08)
[4]波音2707:“几乎吃掉西雅图的飞机”[J]. 杭仁. 大飞机. 2015(02)
[5]超声速进气道/发动机一体化控制[J]. 孙丰勇,张海波,叶志锋. 航空动力学报. 2014(10)
[6]S形进气道/JT15D-4涡扇发动机地面实验与数值模拟[J]. 李大伟,马东立,陈小龙. 北京航空航天大学学报. 2012(04)
[7]一种航空发动机多变量自抗扰解耦控制律设计[J]. 张海波,王健康,王日先,孙健国. 推进技术. 2012(01)
[8]超燃冲压发动机控制方法[J]. 于达仁,常军涛,崔涛,唐井峰,鲍文. 推进技术. 2010(06)
[9]航空发动机直接推力控制[J]. 李秋红,李业波,王前宇. 南京航空航天大学学报. 2010(05)
[10]自抗扰控制技术[J]. 韩京清. 前沿科学. 2007(01)
博士论文
[1]超声速状态航空推进系统耦合特性与综合控制优化研究[D]. 孙丰勇.南京航空航天大学 2017
[2]智能航空发动机性能退化缓解控制技术研究[D]. 李业波.南京航空航天大学 2014
[3]航空发动机模型基优化控制技术研究[D]. 王健康.南京航空航天大学 2013
[4]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]弹用二元混压超声速进气道设计与试验研究[D]. 董家峰.西北工业大学 2007
本文编号：3127631
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超音速客机与推进系统耦合关系图
进发交界面放气门δ1δ2δ3β图 2. 5 仿真模型型如图 2.6 所示，其中的 X ,Y 分别为进气道长高，均为无量纲数。为了过程，基于 FLUENT 软件进行了二维非定常 CFD 计算，以模拟进气道游干扰以及放气调节下流场的动态变化。湍流模型采用k ω中的 SST 计算，时间步长 0.01ms，内迭代步数设为 30。放气阀门的开启主要是通er Defined Function)结合动网格技术[43]来实现，通过改变阀门角度来达到
（a）全部计算网格（b）放气区域三角形网格图 2. 7 计算网格2.3.2 数值计算控制方程目前，纳维-斯托克斯方程（ N S方程）是描述连续介质流动的最完整形式。在不考虑重力、热辐射和化学反应时，直角坐标系下二维可压流动的守恒型雷诺平均 N S方程为：W F G Q Rt x y x y + + = + (2-5)式中，[ ]( ) ( )u vu uu P uvW F Gv vu vv Pe e P u e P vρ ρ ρρ ρ ρρ ρ ρ + = + + + (2-6)[ ]0 0xx xyyx yyxx yx x xy yy yQ Ru q u v qτ ττ ττ τ τ τ = + + + + (2-7)其中
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声速运输系统技术研究进展综述[J]. 邓帆,焦子涵,谢峰,王阳,刘辉. 飞航导弹. 2017(08)
[2]涡轮冲压组合发动机模态转换多变量控制研究[J]. 聂聆聪,李岩,戴冬红,姜渭宇,侯营东,吴智锋. 推进技术. 2017(05)
[3]航空发动机超声速巡航性能寻优控制研究[J]. 孙丰勇,张海波,叶志锋,郑前钢. 推进技术. 2015(08)
[4]波音2707:“几乎吃掉西雅图的飞机”[J]. 杭仁. 大飞机. 2015(02)
[5]超声速进气道/发动机一体化控制[J]. 孙丰勇,张海波,叶志锋. 航空动力学报. 2014(10)
[6]S形进气道/JT15D-4涡扇发动机地面实验与数值模拟[J]. 李大伟,马东立,陈小龙. 北京航空航天大学学报. 2012(04)
[7]一种航空发动机多变量自抗扰解耦控制律设计[J]. 张海波,王健康,王日先,孙健国. 推进技术. 2012(01)
[8]超燃冲压发动机控制方法[J]. 于达仁,常军涛,崔涛,唐井峰,鲍文. 推进技术. 2010(06)
[9]航空发动机直接推力控制[J]. 李秋红,李业波,王前宇. 南京航空航天大学学报. 2010(05)
[10]自抗扰控制技术[J]. 韩京清. 前沿科学. 2007(01)
博士论文
[1]超声速状态航空推进系统耦合特性与综合控制优化研究[D]. 孙丰勇.南京航空航天大学 2017
[2]智能航空发动机性能退化缓解控制技术研究[D]. 李业波.南京航空航天大学 2014
[3]航空发动机模型基优化控制技术研究[D]. 王健康.南京航空航天大学 2013
[4]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]弹用二元混压超声速进气道设计与试验研究[D]. 董家峰.西北工业大学 2007
本文编号：3127631
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3127631.html
