航空发动机建模技术研究

论文题目: 航空发动机建模技术研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 航空宇航推进理论与工程

作者: 李家瑞

导师: 孙健国,张绍基

关键词: 航空发动机,建模,面向对象,方法,方法

文献来源: 南京航空航天大学

发表年度: 2005

论文摘要: 研制航空发动机是一项既耗时又花费巨大的高成本工程,计算机仿真技术的发展对降低航空发动机研制成本的作用得到了各国航空业界的认同。仿真水平的提高使模型复杂度日益增加。过去过程化编程的程序结构及算法已经不适应形势发展的需要,面向对象编程思想在航空发动机建模中的应用,使得建模程序具有更加良好程序结构及弹性扩展能力。本文采用面向对象的航空发动机性能模型建模方法,建立了航空发动机的气动热力计算稳态和动态模型,改进了传统模型中风扇模型的不足之处,研究了增强模型收敛性的措施, 迭代算法采用了结合最优化算法,具有线性搜索及回溯功能的增强形Newton-Raphson 法及对牛顿法进一步改进的 Broyden 多维弦截方法,保证模型的收敛性。

论文目录:

绪论

第一章航空发动机性能仿真模型设计

1.1 概述

1.2 发动机仿真模型的结构设计

1.2.1 面向对象建模部件类设计

1.2.2 面向对象建模部件类的实现

1.3.1 计算气体热力性质的变比热法

1.3.2 部件特性计算

1.3.2.1 进气道

1.3.2.2 压气机(风扇)

1.3.2.3 燃烧室

1.3.2.4 涡轮

1.3.2.5 冷却气流与主气流混合

1.3.2.6 加力燃烧室

1.3.2.7 喷管

第二章模型的求解方法

2.1 建立共同工作点平衡方程

2.2 非线性方程的 Newton-Raphson 解法（NR 法）

2.3 结合 Newton-Raphson 方法的线性搜索与回溯收敛法

2.3.1 基本原理

2.3.2 对迭代步长的线性搜索与回溯

2.3.3 Broyden 方法---多维弦截法

2.3.4 求解方法存在的缺陷

第三章动态模型仿真

3.1 构成非线性方程组的共同工作方程

3.2 构成转子动力学方程组

3.3 动态模型求解过程

4.1 保证迭代计算收敛的措施

4.2 对涡扇发动机模型中风扇模型的改进

4.2.1 问题的提出

4.2.2 解决办法

4.3 模型迭代求解方法的改进效果

第五章结论与展望

参考文献

发布时间: 2005-07-08

参考文献

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航空发动机建模技术研究

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