一种航空发动机三维稳态仿真匹配迭代方法技术

本申请属于本申请属于三维仿真技术领域，特别涉及一种航空发动机三维稳态仿真匹配迭代方法，其特征是基于发动机各部件现有的三维仿真软件，通过回收各部件稳态计算结果，构建并求解平衡方程偏差函数，更新各部件边界条件，最终达到各部件的共同工作，本发明专利技术旨在解决整机三维稳态仿真技术方案中，匹配迭代计算精度低、效率低、收敛性差等技术问题，提供了一种能够真实有效地反映发动机三维流场、适合工程应用有效的新方法。程应用有效的新方法。程应用有效的新方法。

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机三维稳态仿真匹配迭代方法


[0001]本申请属于三维仿真
，特别涉及一种航空发动机三维稳态仿真匹配迭代方法。

技术介绍

[0002]航空发动机设计中，仿真技术可以有力推动发动机预先研究，对设计结果进行验证，减少设计缺陷和设计过程反复。整机三维仿真更加准确地模拟发动机各部件的真实工作环境。相比于整机零维仿真，三维仿真可以得到各部件内部流场分布，部件交界面为面场分布而非平均值，流场信息失真度小，边界条件更为接近真实流动情况，从而提升整机仿真准确性。
[0003]整机三维仿真核心技术是实现各部件的共同工作(即实现转速相等、流量连续、功率平衡，压力平衡)。在目前的仿真方法中，一种是进行发动机整体建模，在同一个软件中计算，这种方法完全通过求解三维N
‑
S方程来实现各部件工作点匹配，整机内的全部流场在每个时间步内完成一次计算，随着时间步的增加而不断迭代收敛。另一种是各部件三维计算与总体零维计算的耦合，各部件通过三维仿真得到全工况下的计算特性，修正总体零维的部件特性，通过总体零维匹配得到整机性能。而本专利技术介绍本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机三维稳态仿真匹配迭代方法，其特征在于，包括，步骤S1:航空发动机三维稳态仿真部件包括风扇、压气机、主燃烧室、高压涡轮、低压涡轮、外涵道、加力燃烧室、喷管，每个所述航空发动机三维稳态仿真部件均分别建立模型，所述模型均对应一个不同的三维计算软件进行仿真计算，将所述三维计算软件与匹配迭代程序置于相同的计算集群环境中；步骤S2：给定所述航空发动机运行状态的预设条件值，由所述预设条件值生成迭代变量值，所述迭代变量包括风扇外涵出口静压P
s13
、风扇内涵出口静压P
s23
、高压物理转速N
H
、压气机出口静压P
s3
、混合室静压P
s65
；步骤S3：将生成的五个所述迭代变量作为所述三维计算软件的输入值，并通过所述三维计算软件计算结果；步骤S4：根据所述五个迭代变量计算平衡方程偏差函数，风扇外涵出口与外涵进口流量偏差函数E1＝f1(P
s13
,P
s23
,N
H
,P
s3
,P
s65
)；风扇内涵出口与压气机进口流量偏差函数E2＝f2(P
s13
,P
s23
,N
H
,P
s3
,P
s65
)；主燃烧室出口与高压涡轮进口流量偏差函数E3＝f3(P
s13
,P
s23
,N
H
,P
s3
,P
s65
)；压气机功率与高压涡轮功率偏差函数E4＝f4(P
s13
,P
s23
,N
H
,P
s3
,P
s65
)；风扇功率与低压涡轮功率偏差函数E5＝f5(P
s13
,P
s23
,N
H
,P
s3
,P
s65
)；步骤S5：判断所述平衡方程偏差函数E1、E2、E3、E4、E5是否收敛，当所述偏差函数收敛时，即发动机在所述迭代变量条件下正常工作，若所述平衡方程偏差函数不收敛，则根据各偏差函数对应的各个输入值得斜率[ΔE
i
/ΔX
j
]5×5其中E
i
＝[E1、E2、E3、E4、...

【专利技术属性】
技术研发人员：解亮，杜成，滕状，张驰，邢伟奇，杨闯，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：