基于试车台数据涡扇发动机稳态性能建模

发布时间：2023-03-05 06:35

　　航空发动机建模仿真技术在发动机全寿命周期内各个阶段都有所应用,实现准确的发动机建模仿真对于发动机的状态监控、性能分析及新型航空发动机研制等都意义重大。本文采用面向对象的方法,依据某型混合排气涡扇发动机试车台数据,使用MATLAB/Simulink仿真软件完成了该型涡扇发动机的稳态部件级建模工作。首先,依据发动机制造厂商资料和发动机试车台数据,从试车台数据中选取合适工作点作为设计点,即循环参考点。然后,采用逆向工程的方法使用牛顿-拉弗逊迭代法求解共同工作方程,得到发动机设计点处各站位的未知性能参数,模型求解收敛速度快,迭代结果准确,数值解精度可以达到10^-6以上。然后,选取合适的发动机部件特性图,依据耦合法进行发动机部件特性图设计点耦合,得到缩放发动机各部件特性图的耦合因子,完成特性图的初步修正;再利用其他非设计点试车数据进行部件特性图的多点匹配修正,获得准确性良好的部件特性图。多点匹配前后,测量参数平均建模误差由5.0283%降低到的1.3776%,最大误差由17.97%降低到2.58%,发动机各站位参数均满足稳态模型误差小于3%的模型精度要求。最后,使用部件特性...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文研究内容
第二章 基于MATLAB/Simulink发动机部件级模型
    2.1 部件级模型站位划分
    2.2 部件级气动热力学模型
        2.2.1 气体变比热容热力计算
        2.2.2 进气道
        2.2.3 风扇
        2.2.4 低压压气机
        2.2.5 高压压气机
        2.2.6 燃烧室
        2.2.7 高压涡轮
        2.2.8 低压涡轮
        2.2.9 外涵道
        2.2.10 混合室
        2.2.11 尾喷管
    2.3 Simulink部件级模型仿真
        2.3.1 基于牛顿迭代法的共同工作方程求解
        2.3.2 稳态模型计算结果对比
    2.4 本章小结
第三章 基于耦合法的发动机部件特性图修正
    3.1 循环参考点选取
    3.2 部件特性图修正
        3.2.1 部件特性图设计点耦合
        3.2.2 部件特性图非设计点耦合
    3.3 部件特性图修正方法改进
    3.4 结果分析
    3.5 本章小结
第四章 发动机稳态性能仿真及模型修正
    4.1 基于特性图的发动机稳态性能仿真
        4.1.1 基于MATLAB/Simulink的涡扇发动机稳态模型
        4.1.2 稳态模型共同工作方程求解
        4.1.3 稳态模型迭代求解算法
        4.1.4 稳态模型各稳态工作点计算结果
    4.2 发动机稳态模型修正
        4.2.1 发动机稳态模型引气修正
        4.2.2 发动机稳态模型功率提取修正
        4.2.3 发动机稳态模型推力修正
        4.2.4 发动机稳态模型的其他修正
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 工作展望
致谢
参考文献
作者简介



本文编号：3755899