基于试车数据的涡扇发动机建模优化研究
2021-09-05王宏洋李书明
王宏洋 李书明
摘要:发动机特性图对精确建立仿真模型尤为关键。通过对发动机压比、推力、效率及流量等参数进行相关性讨论,利用GasTurb对V2500发动机进行建模仿真;在建模结果与试车数据误差较小、模型较为精确的基础上,利用特性图对模型进行优化修正。结果表明:在相同工况下利用特性图进行修正后,14个参数均有不同程度的优化效果,不同EPR时各参数平均误差分别由1.665%、2.385%、3.311%降至1.230%、2.385%、2.735%,有效提升所建模型的精确度。与其他优化方法对比,特性图修正法对设计点附近的工作点修正效果明显,对偏离设计点较多的则不太适用。本文将航空发动机原理、部件级建模仿真等研究进行有效结合,对特性图与发动机建模优化进行相关性探索及研究,具有重要的理论意义和实用价值。
关键词:航空发动机;部件级建模;部件特性图;状态监控;优化
Keywords: aero-engine;component level modeling;component maps;condition monitoring;optimization
涡扇发动机是当前民用航空发动机的主要类型,对其进行热力学计算及气动性能分析非常必要。目前建模仿真越来越多地应用到航空发动机的性能以及状态监控与故障诊断相关研究中。在较难接触到发动机试车的情况下,很难对发动机的健康状态、性能及寿命进行评估,因此对发动机进行建模及优化研究尤为重要。
Changduk Kong[1]将其建立的直升机模型与GasTurb分析结果进行比较,平均误差在0.5%以内。Won Choi[2]利用GasTurb11对普惠127F涡桨发动机和汉密尔顿标准568F螺旋桨组成的涡轮螺旋桨发动机进行建模,模型建立较为精确。张书刚[3,4]通过……
