【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涡轮风扇发动机，具体涉及风扇的气动负荷评估方法、装置、计算机设备及介质。
技术介绍
1、航空燃气涡轮风扇发动机的风扇部件都是轴流式的，其气体动力学动性能设计通常是依据轴流压气机设计体系完成，在设计体系中，风扇/压气机的气动负荷的计算和评估是贯穿风扇/压气机气动设计过程的一个非常重要的设计过程，负荷系数是表征风扇气动负荷大小的一个重要参数，是用来衡量风扇气动负担的一个量化指标，负荷系数过大，代表气动负荷重，流量范围窄，流动易分离，气动设计难度大，所设计的风扇无法达到设计目标的风险过大；负荷系数过小，代表风扇气动负荷轻，设计难度小，但所设计的风扇综合效能利用效率低，设计中需要选择合适的负荷系数，以满足在较高的综合利用效能基础上满足性能设计要求。
2、轴流式风扇/压气机的负荷系数定义为级加功量和切线速度的平方之比，定义式如下：
3、
4、其中，hz为风扇/压气机级负荷系数，u1为风扇/压气机的转子叶片进口尖或平均半径处的切线速度；为风扇/压气机的级加功量，cp为比定压热容，为风扇出口的平均总温，为风扇进口的平均总温。
5、相关技术中，对于风扇转子叶片位于分流环上游，风扇内、外涵静子分别位于分流环下游的内涵道和外涵道中的单级风扇或单级风扇与增压级组合构型的小型涡扇发动机风扇，负荷定义中出口截面通常假设分流环不存在，采用对外涵排气截面和内涵排气截面进行简单算术平均、面积平均或者流量平均等方法获得所假定的出口截面的平均温度，通过上式(1)式可计算得到风扇级负荷系数。然而，内涵出口
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种风扇的气动负荷评估方法、装置、计算机设备及介质，以解决相关技术中风扇的气动负荷系数评估结果不够全面，对风扇内涵设计指导性不强的问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种风扇的气动负荷评估方法，该方法包括：获取目标风扇的进口总温度数据、外涵出口总温度数据、进口叶尖切线速度数据、风扇内涵总压比、绝热指数、内涵出口平均半径处的切线速度数据；基于目标风扇的进口总温度数据、外涵出口总温度数据、进口叶尖切线速度数据确定目标风扇的外涵负荷系数；基于目标风扇的进口总温度数据、风扇内涵总压比、绝热指数、内涵出口平均半径处的切线速度数据确定目标风扇的内涵负荷系数；基于目标风扇的外涵负荷系数确定目标风扇外涵的气动负荷评估结果；基于目标风扇的内涵负荷系数确定目标风扇内涵的气动负荷评估结果。
3、本专利技术提供的风扇气动负荷评估方法，通过目标风扇的进口总温度数据、外涵出口总温度数据、进口叶尖切线速度数据确定目标风扇的外涵负荷系数，基于目标风扇的进口总温度数据、风扇内涵总压比、绝热指数、内涵出口平均半径处的切线速度数据确定目标风扇的内涵负荷系数，根据目标风扇的外涵负荷系数和内涵负荷系数共同确定目标风扇的气动负荷评估结果。本专利技术提供的方法，通过确定目标风扇的外涵负荷系数和内涵负荷系数，根据目标风扇的外涵负荷系数和内涵负荷系数确定目标风扇内涵和外涵的气动负荷评估结果，解决了相关技术中风扇的气动负荷系数评估结果不够全面，对风扇内涵设计指导性不强的问题。
4、在一种可选的实施方式中，基于目标风扇的进口总温度数据、外涵出口总温度数据、进口叶尖切线速度数据确定目标风扇的外涵负荷系数的步骤，包括：
5、通过第一关系式确定目标风扇的外涵负荷系数，第一关系式为：
6、
7、其中，hzf为外涵负荷系数，cp为比定压热容，为进口总温度数据，ut为风扇进口叶尖切线速度数据，为外涵出口总温度数据。
8、在一种可选的实施方式中，于目标风扇的进口总温度数据、风扇内涵总压比、绝热指数、内涵出口平均半径处的切线速度数据确定目标风扇的内涵负荷系数的步骤，包括：
9、通过第二关系式确定目标风扇的内涵负荷系数，第二关系式为：
10、
11、其中，hzn为内涵负荷系数，cp为比定压热容，为进口总温度数据，πn为风扇内涵总压比，k为绝热指数，u2ave为内涵出口平均半径处的切线速度。
12、在一种可选的实施方式中，该方法还包括：
13、若外涵负荷系数的值大于第一预设阈值，和/或内涵负荷系数的值大于第二预设阈值，生成预警信息。
14、在一种可选的实施方式中，内涵出口平均半径处的切线速度通过第三关系式确定，第三关系式为：
15、
16、其中，u2ave表示为内涵出口平均半径处的切线速度，nf表示风扇旋转速度，rave为内涵出口平均半径。
17、在一种可选的实施方式中，内涵出口平均半径通过第四关系式确定，第四关系式为：
18、
19、其中，rave为内涵出口平均半径，rt为目标风扇的分流环对应分流点半径，rh为目标风扇的分流点对应的内涵流道半径。
20、第二方面，本专利技术提供了一种风扇的气动负荷评估装置，该装置包括：获取模块，用于获取目标风扇的进口总温度数据、外涵出口总温度数据、进口叶尖切线速度数据、风扇内涵总压比、绝热指数、内涵出口平均半径处的切线速度数据；第一确定模块，用于基于目标风扇的进口总温度数据、外涵出口总温度数据、进口叶尖切线速度数据确定目标风扇的外涵负荷系数；第二确定模块，用于基于目标风扇的进口总温度数据、风扇内涵总压比、绝热指数、内涵出口平均半径处的切线速度数据确定目标风扇的内涵负荷系数；第三确定模块，用于基于目标风扇的外涵负荷系数确定目标风扇外涵的气动负荷评估结果；第四确定模块，用于基于目标风扇的内涵负荷系数确定目标风扇内涵的气动负荷评估结果。
21、在一种可选的实施方式中，第一确定模块包括：
22、第一确定子模块，用于通过第一关系式确定目标风扇的外涵负荷系数，第一关系式为：
23、
24、其中，hzf为外涵负荷系数，cp为比定压热容，为进口总温度数据，ut为风扇进口叶尖切线速度数据，为外涵出口总温度数据。
25、第三方面，本专利技术提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的风扇的气动负荷评估方法。
26、第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的风扇的气动负荷评估方法。
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1.一种风扇的气动负荷评估方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标风扇的进口总温度数据、外涵出口总温度数据、进口叶尖切线速度数据确定目标风扇的外涵负荷系数的步骤，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标风扇的进口总温度数据、风扇内涵总压比、绝热指数、内涵出口平均半径处的切线速度数据确定目标风扇的内涵负荷系数的步骤，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述内涵出口平均半径处的切线速度通过第三关系式确定，所述第三关系式为：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述内涵出口平均半径通过第四关系式确定，所述第四关系式为：
7.一种风扇的气动负荷评估装置，其特征在于，所述装置包括：
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块包括：
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于
...【技术特征摘要】
1.一种风扇的气动负荷评估方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标风扇的进口总温度数据、外涵出口总温度数据、进口叶尖切线速度数据确定目标风扇的外涵负荷系数的步骤，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标风扇的进口总温度数据、风扇内涵总压比、绝热指数、内涵出口平均半径处的切线速度数据确定目标风扇的内涵负荷系数的步骤，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述内...
【专利技术属性】
技术研发人员：周进，王涛，周四平，张鹏，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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