[发明专利]一种具有CDFS结构的航空发动机建模方法

说明书

本申请属于航空发动机领域，特别涉及一种具有CDFS结构的航空发动机建模方法。包括：步骤一：构建CDFS的数值模型；步骤二：根据所述CDFS的数值模型，构建前涵道引射器的数值模型，所述前涵道引射器用于控制所述第一外涵的出口面积和所述前混合室的出口面积；步骤三：构建选择阀打开及关闭时的平衡方程，其中，所述选择阀打开时构建：前混合室进口气流静压平衡方程，以及前混合室掺混后气流总压与考虑容积效应下的前混合室气流总压的平衡方程，所述选择阀打开及关闭分别对应于所述第二外涵的进口的打开和关闭。本申请构建了CDFS的数值模型以及CDFS后放气涵道的数值模型，并对具有CDFS结构的航空发动机多股气流实时掺混情况进行了计算，达到实时数值模拟的目的。

技术领域

本申请属于航空发动机领域，特别涉及一种具有CDFS结构的航空发动机建模方法。

背景技术

航空发动机模型是在发动机研制中使用的重要手段和工具，可将发动机各部件特性以数学的方式表达出来，对发动机性能进行数值模拟，有效降低发动机研制成本及试验风险，对发动机的研制有重要意义。实时模型是可以实时反映发动机工作状态的数学模型，模型要求在计算机中计算各种发动机状态的时间等同于真实发动机工作在相同状态的时间，而且要求实时模型计算的每一步时间也与真实发动机历时相同。实时模型可以实时反映发动机气动热力学参数，为变循环发动机控制系统设计提供输入参数，并为控制系统的半物理仿真试验提供发动机数学模型，有利于研究过渡态参数变化关系。

对于具有CDFS(核心机驱动风扇)结构的航空发动机，其可以通过改变多个可调部件/截面的几何形状、尺寸、位置等途径来改变热力循环，与常规结构的航空发动机相比，更为先进但构型更为复杂。具有CDFS(核心机驱动风扇)结构的航空发动机，其CDFS后存在放气涵道，而现有的发动机实时模型没有对应的部件级模型；CDFS后放气与外涵气流实现掺混与现有的发动机实时模型流路不同，现有的发动机实时模型无法对多股流掺混进行实时计算。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种具有CDFS结构的航空发动机建模方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

一种具有CDFS结构的航空发动机建模方法，所述航空发动机包括第一外涵、第二外涵、CDFS、内涵以及前混合室，所述CDFS的出口连接所述第一外涵的进口以及所述内涵的进口，所述第一外涵的出口和所述第二外涵的出口均连通前混合室的进口，其特征在于，包括：

步骤一：构建CDFS的数值模型；

步骤二：根据所述CDFS的数值模型，构建前涵道引射器的数值模型，所述前涵道引射器用于控制所述第一外涵的出口面积和所述前混合室的出口面积；

步骤三：构建选择阀打开及关闭时的平衡方程，其中，所述选择阀打开时构建：前混合室进口气流静压平衡方程，以及前混合室掺混后气流总压与考虑容积效应下的前混合室气流总压的平衡方程，所述选择阀打开及关闭分别对应于所述第二外涵的进口的打开和关闭。

可选地，所述构建CDFS的数值模型包括：

根据所述CDFS的进口总压、进口总温、压比以及转速，获得所述第一外涵的进口的总压及温度，以及所述内涵的进口的总压及温度。

可选地，获得所述内涵的进口的温度包括：

获取所述CDFS的效率；

根据所述CDFS的进口总温、压比以及所述CDFS的效率计算所述内涵的进口的温度。

可选地，所述获取所述CDFS的效率包括：

根据所述CDFS的转速以及压比计算所述CDFS的效率。