基于MATLAB仿真平台的动力与热管理系统建模及性能分析
发布时间：2024-05-15 20:13
随着现在战斗机作战范围的扩展以及高耗能武器的装备,传统的飞机第二动力系统已无法满足需求,飞机第二动力系统向着结构高度集成化、能量高度综合化方向发展。而作为最新型的飞机第二动力系统,动力与热管理系统相对于传统飞机第二动力系统,有着诸多的不同。本文针对这种新型的飞机第二动力系统进行了详细的研究。通过查阅资料,整理出动力与热管理系统的工作原理,并基于Matlab/Simulink平台对动力与热管理系统及其与主发动机耦合系统建立了模型。利用所建立的模型,对动力与热管理系统的工作特性进行了分析,并针对动力与热管理系统与飞机综合匹配问题以及动力与热管理系统的熵产问题进行了研究和优化。首先,本文通过资料整理出动力与热管理系统的工作原理,并基于Matlab/Simulink平台,利用容腔法对动力与热管理系统以及主发动机建立了部件级模型,进而建立动力与热管理系统与主发动机耦合系统的模型。利用所建立的模型,对动力与热管理系统的高度特性和速度特性在内的总体性能进行了分析,对动力与热管理系统的四种工作模式进行了对比,对动力与热管理系统对于主发动机的推力、耗油率、涡轮前温度等影响进行了分析。并基于Matlab/...
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
注释表
缩略词
第一章 绪论
1.1 飞机第二动力系统的研究历史及现状
1.2 动力与热管理系统简介及其工作原理
1.3 基于MATLAB/SIMULINK仿真平台的航空发动机建模简介
1.3.1 航空发动机建模概述
1.3.2 基于Matlab/Simulink仿真平台建模概述
1.4 本文的内容安排
第二章 动力与热管理系统部件级建模
2.1 引言
2.2 容腔法求解航空发动机数学模型的原理
2.3 带加力燃烧室的混合排气涡扇发动机模型的建立
2.3.1 基本假设
2.3.2 各部件气动热力学模型的建立
2.3.3 涡扇发动机整机模型的建立
2.4 动力与热管理系统模型的建立
2.4.1 基本假设
2.4.2 各部件气动热力学模型的建立
2.4.3 动力与热管理系统整机模型的建立
2.4.4 动力与热管理系统与主发动机耦合系统模型的建立
2.5 模型的仿真验证
2.6 本章小结
第三章 动力与热管理系统总体性能分析
3.1 引言
3.2 动力与热管理系统各工作模式的工作特性分析
3.2.1 速度特性
3.2.2 高度特性
3.3 动力与热管理系统四种工作模式特性的比较
3.4 动力与热管理系统各工作模式对主发动机的影响
3.4.1 对主发动机推力的影响
3.4.2 对主发动机耗油率的影响
3.4.3 对主发动机高压涡轮前温度的影响
3.5 动力与热管理系统与传统APU工作特性的比较
3.5.1 飞行马赫数与当量功率的关系
3.5.2 飞行马赫数与涡轮前温度的关系
3.5.3 飞行马赫数与当量耗油率的关系
3.6 本章小结
第四章 动力与热管理系统与飞机综合匹配设计问题的分析与优化
4.1 前言
4.2 动力与热管理系统引气位置的分析
4.2.1 不同引气方案对巡航模式的影响
4.2.2 不同引气方案对于巡航模式主发动机的影响
4.3 动力与热管理系统引气流量分配问题的分析
4.3.1 动力部分与环控部分的流量分配问题
4.3.2 航电设备与驾驶舱的流量分配问题
4.4 动力与热管理系统与飞机综合匹配问题的优化
4.4.1 多目标优化方法的确定
4.4.2 单目标优化方法的确定
4.4.3 罚函数法和单纯形法简介
4.4.4 优化结果及分析
4.5 本章小结
第五章 动力与热管理系统熵产问题分析及优化
5.1 前言
5.2 动力与热管理系统熵产模型的建立
5.3 动力与热管理系统熵产分析
5.3.1 动力与热管理系统熵产构成分析
5.3.2 飞行状态参数对于动力与热管理系统熵产影响分析
5.3.3 各部件参数对于动力与热管理系统熵产影响分析
5.4 基于最小熵产理论的PTMS部件熵产分析及工作参数优化
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文研究总结
6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
本文编号：3974162
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
注释表
缩略词
第一章 绪论
1.1 飞机第二动力系统的研究历史及现状
1.2 动力与热管理系统简介及其工作原理
1.3 基于MATLAB/SIMULINK仿真平台的航空发动机建模简介
1.3.1 航空发动机建模概述
1.3.2 基于Matlab/Simulink仿真平台建模概述
1.4 本文的内容安排
第二章 动力与热管理系统部件级建模
2.1 引言
2.2 容腔法求解航空发动机数学模型的原理
2.3 带加力燃烧室的混合排气涡扇发动机模型的建立
2.3.1 基本假设
2.3.2 各部件气动热力学模型的建立
2.3.3 涡扇发动机整机模型的建立
2.4 动力与热管理系统模型的建立
2.4.1 基本假设
2.4.2 各部件气动热力学模型的建立
2.4.3 动力与热管理系统整机模型的建立
2.4.4 动力与热管理系统与主发动机耦合系统模型的建立
2.5 模型的仿真验证
2.6 本章小结
第三章 动力与热管理系统总体性能分析
3.1 引言
3.2 动力与热管理系统各工作模式的工作特性分析
3.2.1 速度特性
3.2.2 高度特性
3.3 动力与热管理系统四种工作模式特性的比较
3.4 动力与热管理系统各工作模式对主发动机的影响
3.4.1 对主发动机推力的影响
3.4.2 对主发动机耗油率的影响
3.4.3 对主发动机高压涡轮前温度的影响
3.5 动力与热管理系统与传统APU工作特性的比较
3.5.1 飞行马赫数与当量功率的关系
3.5.2 飞行马赫数与涡轮前温度的关系
3.5.3 飞行马赫数与当量耗油率的关系
3.6 本章小结
第四章 动力与热管理系统与飞机综合匹配设计问题的分析与优化
4.1 前言
4.2 动力与热管理系统引气位置的分析
4.2.1 不同引气方案对巡航模式的影响
4.2.2 不同引气方案对于巡航模式主发动机的影响
4.3 动力与热管理系统引气流量分配问题的分析
4.3.1 动力部分与环控部分的流量分配问题
4.3.2 航电设备与驾驶舱的流量分配问题
4.4 动力与热管理系统与飞机综合匹配问题的优化
4.4.1 多目标优化方法的确定
4.4.2 单目标优化方法的确定
4.4.3 罚函数法和单纯形法简介
4.4.4 优化结果及分析
4.5 本章小结
第五章 动力与热管理系统熵产问题分析及优化
5.1 前言
5.2 动力与热管理系统熵产模型的建立
5.3 动力与热管理系统熵产分析
5.3.1 动力与热管理系统熵产构成分析
5.3.2 飞行状态参数对于动力与热管理系统熵产影响分析
5.3.3 各部件参数对于动力与热管理系统熵产影响分析
5.4 基于最小熵产理论的PTMS部件熵产分析及工作参数优化
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文研究总结
6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
本文编号：3974162
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3974162.html
