[发明专利]一种基于试验数据的涡轴发动机逆向建模方法

说明书

本发明公开的一种基于试验数据的涡轴发动机逆向建模方法，属于航空发动机领域。本发明实现方法为：通过对涡轴发动机的多个试验点的试验数据进行状态转换，得到处于目标试验状态下的试验点数据集合；对试验点数据集合中的数据进行筛选，获得筛选试验点数据集合；根据多个实测参数，依次对多个试凑迭代参数进行参数试凑，得到初步的涡轴发动机模型；调整通用部件特性，结合节流试验数据对初步的涡轴发动机模型进行校准；对校准后的涡轴发动机模型进行雷诺数和间隙修正，得到目标涡轴发动机模型。本发明直接利用试验数据、无需依赖部件试验特性，能够在很短的时间内完成模型构建，并保持高精度。本发明具有操作简单、适用性强的优点。

技术领域

本发明涉及一种涡轴发动机气动热力模型构建方法，尤其涉及一种基于试验数据的涡轴发动机逆向模型构建方法，适用于仅有涡轴发动机整机试验数据、没有发动机部件试验特性时的发动机模型构建，并进行涡轴发动机气动热力性能预测，属于航空发动机领域。

背景技术

航空发动机数学模型是评估和预测航空发动机在不同飞行状态下使用性能的重要工具，在航空发动机研制过程中应用广泛。

一般情况下构建航空发动机数学模型要依赖于大量的部件试验特性作为支撑。在此基础上，对部件特性按流量、压比等参数进行比例调整。然后根据整机条件下的流量连续方程、能量守恒方程、功率平衡方程、转速匹配等准则，在压气机、涡轮、燃烧室等部件特性中试给参数并迭代直至以上准则同时达成，得到模型预测值。将以上过程重复进行，直至所得到的数学模型预测值与试验值偏差满足一定精度。这种基于部件试验特性的发动机数学模型构建称为正向建模。该方法依赖于数量庞大的部件试验特性才能建立，且所建立的模型误差大、精度低。

构建不依赖部件试验特性的航空发动机数学模型，提升模型仿真精度，是目前发动机性能分析的前沿。

发明内容

本发明公开的一种基于试验数据的涡轴发动机逆向建模方法要解决的技术问题是：在没有涡轴发动机具体部件特性的情况下，完全由发动机试验时获取的高空性能数据作为建模资源，提供一种直接利用试验数据并且无需依赖部件试验特性的涡轴发动机逆向建模方法，构建航空涡轴发动机模型，提升涡轴发动机试验评估中模型的精度和效率，进而提高试验高空性能评估精度。本发明具有操作简单、适用性强的优点。本发明在对发动机试验数据有效性、发动机性能的评估等方面有重要意义，解决涡轴发动机相关工程问题。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明公开的一种基于试验数据的涡轴发动机逆向建模方法，通过对涡轴发动机的多个试验点的试验数据进行状态转换，得到处于目标试验状态下的试验点数据集合；对试验点数据集合中的数据进行筛选，获得筛选试验点数据集合；根据多个实测参数，依次对多个试凑迭代参数进行参数试凑，得到初步的涡轴发动机模型；调整通用部件特性，结合节流试验数据对初步的涡轴发动机模型进行校准；对校准后的涡轴发动机模型进行雷诺数和间隙修正，得到目标涡轴发动机模型。本发明直接利用试验数据、无需依赖部件试验特性，能够在很短的时间内完成模型构建，并保持高精度。本发明具有操作简单、适用性强的优点。

本发明公开的一种基于试验数据的涡轴发动机逆向建模方法，包括如下步骤：

步骤1：对涡轴发动机试验数据进行分析及处理。利用涡轴发动机不同节流状态下相同参数的连续性检查，排查数据中的坏点；换算空气流量、燃气涡轮转速至国际标准大气海平面状态、换算其余截面参数至统一的试验状态。

利用资料辅助进行试验数据的初步确认，分析预估计各部件的设计指标参数。利用发动机不同节流状态下相同参数的连续性检查，排查数据中的坏点；换算空气流量、燃气涡轮转速至国际标准大气海平面状态、换算其余截面参数至统一的试验状态。

所述资料辅助包括试验测试测点布局、航空发动机结构剖面、设计报告、说明书。