航空发动机整机性能仿真中的功率平衡方法

摘要：

提出了一种在CFD三维整机仿真中实现功率平衡的计算方法.推导确定了决定平衡关系的关键变量:涡轮前温度与物理转速.提出了基于稳态流场和功率经验关系实现功率平衡的数值迭代方法.本文将该迭代方法与CFD三维求解耦合,发展了一种可用于三维整机CFD耦合仿真的功率平衡计算方法.采用该功率平衡计算方法对MTJ-80涡喷发动机开展了三维整机CFD数值计算,实现了整机性能三维仿真与控制规律的耦合和预测.在控制燃油量不变的条件下,通过转速迭代可以实现压气机和涡轮的功率差小于0.1％,可以预测固定燃油供给量条件下所能达到的稳态运转转速.在控制转速不变的条件下,通过调节燃油量实现压气机和涡轮的功率差小于0.15％,可以预测固定转速条件下的燃油流量.数据验证结果表明:该功率平很给计算方法可以与CFD三维整机计算耦合,并且具有很强的收敛性,解决了以往整机三维性能仿真过程中的功率不平衡问题.

关键词：功率平衡、性能求解、三维整机仿真、多场耦合、涡轮发动机

所属期刊栏目：37

分类号：V235.1(航空发动机（推进系统）)

资助基金：国家科技重大专项;国家科技重大专项

在线出版日期：2023-01-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：2707-2718