[发明专利]一种压气机引气模块流路设计方法

说明书

本申请属于航空发动机设计领域，特别涉及一种压气机引气模块流路设计方法。包括：步骤一：获取压气机引气模块参数，所述参数包括结构几何限制尺寸参数、引气进口气动参数以及引气模块功能参数；步骤二：根据所述压气机引气模块参数建立二维流路模型，并对所述二维流路模型进行优化；步骤三：根据所述二维流路模型建立三维流路模型，并对所述三维流路模型进行优化；步骤四：输出压气机引气模块流路设计结果。本申请根据对压气机引气模块参数的提取建立简化二维流路模型，将引气模块流路设计方法从二维扩展到三维，实现了压气机引气正向设计，有效控制了新型引气模块设计的潜在风险，有助于减小科研成本，缩短了压气机产品研制周期。

技术领域

本申请属于航空发动机设计领域，特别涉及一种压气机引气模块流路设计方法。

背景技术

压气机引气模块流路设计的任务是在结构尺寸的约束下，对于给定的压气机引气结构位置、压气机引气量等设计指标，得出有效的压气机引气模块流路。压气机引气模块流路设计的品质直接影响压气机引气量大小和引气压力损失，甚至影响压气机性能，压气机引气模块流路设计和评估是压气机正向设计流程中不可缺少的环节。

引气模块设计过程与工程联系紧密，气动与结构高度耦合，其设计方法研究具有一定的特殊性和难度。目前常用的设计方法是参考一个现有已验证成功的压气机引气模块，同时对流道截面积进行初略的计算评估。该方法缺点在于要求新设计的压气机引气模块与原有引气模块尺寸、结构相似、引气量相仿，同时该方法难以对原有压气机引气模块流路设计有完全透彻的了解而又受其限制，带来相应的技术风险，往往在试验阶段才能发现问题，影响产业研制周期，导致研制成本增加。此外，传统方法难以开展全新形式的引气模块流路正向设计工作，难以满足高性能压气机设计需要。

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压气机引气模块流路设计方法，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：

一种压气机引气模块流路设计方法，包括：

步骤一：获取压气机引气模块参数，所述参数包括结构几何限制尺寸参数、引气进口气动参数以及引气模块功能参数；

步骤二：根据所述压气机引气模块参数建立二维流路模型，并对所述二维流路模型进行优化；

步骤三：根据所述二维流路模型建立三维流路模型，并对所述三维流路模型进行优化；

步骤四：输出压气机引气模块流路设计结果。

可选地，所述结构几何限制尺寸参数包括引气腔最大外径、引气进口开口最大轴向长度。

可选地，所述引气进口气动参数包括引气进口的总温、总压、静温以及静压。

可选地，所述引气模块功能参数包括引气模块最大引气量、引气模块总压损失。

可选地，步骤二中，根据所述压气机引气模块参数建立二维流路模型，并对所述二维流路模型进行优化具体包括：

S21：根据所述压气机引气模块参数建立二维流路模型；

S22：对所述二维流路模型进行二维数值仿真；

S23：判定所述二维流路模型是否满足性能要求，若否，重复步骤S21至S23。

可选地，步骤S22中，对所述二维流路模型进行二维数值仿真的计算域包括引气前后压气机段。

可选地，步骤S23中，判定所述二维流路模型是否满足性能要求的判定条件包括：引气流路有效流通面积与引气流路几何截面积之比小于0.7，和/或引气结构部分进出口总压损失系数大于0.1，和/或最大引气量与设计引气量之比小于1.2。