一种航空发动机高空模拟试验的虚拟试验架构制造技术

本申请提供一种航空发动机高空模拟试验的虚拟试验架构，属于航空发动机试验技术领域，包括虚拟试验架构包括需求分析层，用于针对航空发动机高空模拟试验开展高空台虚拟试验的需求分析，确定所需的关键技术和研究范围；技术支撑层，用于根据需求分析层的分析结果依次进行建模与仿真、确定虚拟试验平台技术以及确定虚拟试验样机技术；工程验证层，用于搭建虚拟样机以及在实物系统接入虚拟试验样机情况下进行高空台的功能预演与验证；应用层，用于在功能预演与验证后进行试验能力和可试范围评估、试验方案预优化、试验布局和测试布局优化以及试验数据有效性评估。通过本申请的处理方案，提升试验拟真度，缩短试验周期，推动高空台试验技术进步。动高空台试验技术进步。动高空台试验技术进步。

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机高空模拟试验的虚拟试验架构


[0001]本申请涉及航空发动机试验
，尤其涉及一种航空发动机高空模拟试验的虚拟试验架构。

技术介绍

[0002]航空发动机高空模拟试验是航空发动机设计验证的重要手段，是研制过程的不可逾越重要环节，传统的高空模拟试验模式需投入的设备众多、试验风险大，并且试验科目工况复杂、成本高，未来发动机的研制难度显著增加，试验技术也必然面临新的发展。目前国内仍采取物理试验的方式对航空发动机性能进行评估，仿真技术仅在发动机设计过程中得到了较多的应用，在高空模拟试验领域还处于起步阶段，无法满足新的试验技术发展需求。
[0003]目前航空发动机试验技术体系并不完善，与国外比有相当大的差距，特别是虚拟试验技术的实时途径、方法，采取的技术方案等仍不明确，在建立大型复杂试验系统的虚拟化仿真平台、样机构建、应用验证等方面的研究十分欠缺。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供一种航空发动机高空模拟试验的虚拟试验架构，通过虚拟试验技术弥补现有高空模拟试验技术的不足，为传统发动机试验提供一种虚拟试验架构模式。
[0005]本申请实施例提供一种航空发动机高空模拟试验的虚拟试验架构，所述虚拟试验架构包括需求分析层、技术支撑层、工程验证层和应用层，
[0006]所述需求分析层用于针对航空发动机高空模拟试验开展高空台虚拟试验的需求分析，确定所需的关键技术和研究范围；
[0007]所述技术支撑层用于根据所述需求分析层的分析结果依次进行建模与仿真、确定虚拟试验平台技术以及确定虚拟试验样机技术；
[0008]所述工程验证层用于搭建虚拟样机以及在实物系统接入所述虚拟试验样机情况下进行高空台的功能预演与验证；
[0009]所述应用层用于试验能力和可试范围评估、试验方案预优化、试验布局和测试布局优化以及试验数据有效性评估。
[0010]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述需求分析包括开展虚拟试验需求分析和应用场景分析。
[0011]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述建模与仿真用于为构建虚拟试验提供所需的仿真模型，所述仿真模型包括多学科低阶模型和三维高阶模型。
[0012]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述多学科低阶模型包括设备专用模型和原理通用模型，所述设备专用模型包括容积、管道和阀门，所述原理通用模型包括流阻和热阻。
[0013]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述三维高阶模型包括进气流场和排气
流场。
[0014]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述虚拟试验平台技术用于将虚拟试验中的仿真模型、硬件设备、高空台试验数据、仿真数据、仿真环境和交互接口有机结合起来，开发离线和在线两种应用模式，所述离线模式用于虚拟试验仿真模型，采用组件化和模块化的思想，实现虚拟试验流程的柔性组织和多系统联合仿真与驱动，支撑高空台虚拟试验的布局及方案预优化，所述在线模式用于虚拟试验中间件，对虚拟试验的仿真模型、实物模型和半实物模型进行综合调度、通信和管理，实现虚拟试验的过程管控和数据管理，支撑高空台虚拟试验的结果预测评估。
[0015]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述虚拟试验样机技术采用数字孪生技术，以并行和迭代思想指导虚拟试验，实现虚拟试验全生命周期各阶段的协同工作，所述数字孪生技术是在数字空间构建一个基于高精度物理模型、历史数据和传感器数据的数字高空台模型，根据高空台构造原理和运行机理建立高空台虚拟试验样机。
[0016]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述需求分析还包括梳理典型虚拟试验模式和功能模块。
[0017]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述典型虚拟试验模式包括功能试验、性能试验、加减速试验和起动试验，所述功能模块包括试验范围评估、试验方案优化、试验布局优化和数据有效性评估。
[0018]有益效果
[0019]本申请实施例中的航空发动机高空模拟试验的虚拟试验架构，可以解决高空台试验本身的技术体系薄弱问题，促进提升试验拟真度，确保试验一次成功，扩展试验能力，缩短试验周期，推动高空台试验技术进步；该技术可以增强试验数据说服力，充实有效数据量，加快型号研发迭代，满足航空发动机研发体系建设发展需求；该技术本身是探索发动机试验中虚实结合的前沿试验技术，具有在航发试验体系中的牵引拓展意义，同时也对促进新兴信息技术在航空发动机领域的应用等方面的研究探索起到推动作用。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0021]图1为根据本专利技术一实施例的航空发动机高空模拟试验的虚拟试验架构的架构图；
[0022]图2为根据本专利技术一实施例的低阶模型开发技术路线图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
[0024]以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神
下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0025]要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
[0026]还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0027]另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
[0028]本申请实施例提供了一种航空发动机高空模拟试验的虚拟试验架构，具体架构参照图1，所述虚拟试验架构包括需求分析层、技术支撑层、工程验证层和应用层。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机高空模拟试验的虚拟试验架构，其特征在于，所述虚拟试验架构包括需求分析层、技术支撑层、工程验证层和应用层，所述需求分析层用于针对航空发动机高空模拟试验开展高空台虚拟试验的需求分析，确定所需的关键技术和研究范围；所述技术支撑层用于根据所述需求分析层的分析结果依次进行建模与仿真、确定虚拟试验平台技术以及确定虚拟试验样机技术；所述工程验证层用于搭建虚拟样机以及在实物系统接入所述虚拟试验样机情况下进行高空台的功能预演与验证；所述应用层用于在所述功能预演与验证后进行试验能力和可试范围评估、试验方案预优化、试验布局和测试布局优化以及试验数据有效性评估。2.根据权利要求1所述的航空发动机高空模拟试验的虚拟试验架构，其特征在于，所述需求分析包括开展虚拟试验需求分析和应用场景分析。3.根据权利要求1所述的航空发动机高空模拟试验的虚拟试验架构，其特征在于，所述建模与仿真用于为构建虚拟试验提供所需的仿真模型，所述仿真模型包括多学科低阶模型和三维高阶模型。4.根据权利要求3所述的航空发动机高空模拟试验的虚拟试验架构，其特征在于，所述多学科低阶模型包括设备专用模型和原理通用模型，所述设备专用模型包括容积、管道和阀门，所述原理通用模型包括流阻和热阻。5.根据权利要求3所述的航空发动机高空模拟试验的虚拟试验架构，其特征在于，所述三维高阶模型包括进气流场和排气流场。6.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷林涛，吴锋，冯旭栋，杨彩琼，徐倩楠，乔彦平，刘涛，张韦雅，
申请(专利权)人：中国航发四川燃气涡轮研究院，
类型：发明
国别省市：