梁 超，吴新跃

（海军工程大学 动力工程学院，湖北 武汉 430033）

0 引 言

利用数学模型代替真实燃气轮机作为被控对象进行性能研究，是具有一定准确性且经济性好的方法。在对燃气轮机进行仿真时，文献[1-5]都采用模块化建模方法进行仿真。在对燃气轮机进行稳态分析计算时一般都采用流量法进行计算[6-7]，通过对每个模块的输入输出流量平衡和转子产生和消耗功率的平衡建立非线性方程组，需要用牛顿-拉弗逊（N-R）等迭代算法求解。在进行动态分析时，因为迭代算法需要反复进行迭代计算，为了提高实时性，采用容积效应法建立容积模块消除计算时的迭代过程，即可以缩短计算时间，又能保证模型的计算精度。

本研究通过对容积效应法原理进行分析，提出运用容积效应法时更合理的容积大小的计算方法。

1 容积模块的建立

在对三轴燃气轮机动态建模中，主要解决低高压气机之间，高压压气机与燃烧室之间，高、低压涡轮间，低压与动力涡轮间4 个管道间的流量不平衡问题，故在这4 个模块间加入容积模块，通过对容积模块的计算，实现整个系统的流量平衡，模型示意图如图1 所示。

容积模块代表的是具有一定当量容积的纯流动部分，如图2 所示。设一股总压分别为P in，T in，W in 的流体流入容腔，以Pout，Tout，Wout流出。在动态过程中，容腔内有质量、能量的积聚和动量的变化，进出口参数将不再相等。对单纯的流动连接部分，动态计算中主要考虑因流入流出流量差而引起的压力的变化，系统计算达到平衡，从而消除计算的迭代过程。……