[发明专利]一种自然风条件下露天试车台推力修正方法

说明书

本发明公开了一种自然风条件下露天试车台推力修正方法，针对某型典型露天试车台在不同自然风下露天试车过程进行数值仿真研究，分析试车发动机周围气动流场分布规律；推导适用于露天基准试车的进气附加阻力修正公式；根据数值仿真结果计算分析不同风速风向对发动机进气阻力和台架迎风阻力的影响，分析环境气流条件对发动机修正阻力的影响规律。其可以对不同自然风的露天试车台推力测量进行修正，也能根据实际露天基准试车台测量精度要求来决定试车条件的限用风速数据。

相关申请

本申请要求保护在2021年12月10日提交的申请号为2021115183880的中国专利申请的优先权，该申请的全部内容以引用的方式结合到本文中。

技术领域

本发明属于航空发动机技术领域，尤其涉及一种自然风条件下露天试车台推力修正方法。该方法主要应用在航空发动机露天台推力测量技术上。

背景技术

发动机在露天试车台进行试验时，一般认为大气环境空气流速为零，测力传感器所测推力在进行误差处理后可直接用于估计地面真实推力。但实际试车时的环境风可能存在，那么实际风速和风向由于露天试车台耦合对流场产生影响，通常需具体分析研究自然风风速和风向对试车台推力测量的影响规律。

在传统计算方法中，可以通过测量和计算试车台旁路气流参数以及远端来流参数来确定发动机进气附加阻力，对于室内试车台，由于车间总面积确定，且总体车间气流方向固定，速度较高，参数都很容易确定，实际测量中测点位置也易于布置。而对于露天试车台，不同风速风向的环境风速下发动机进气道外部气流流场分布规律变化很大，自然风速度大小会影响进气道喇叭口后回流区的范围，侧风更会使发动机周围流场分布不均。在无法事先确定露天试车时的气候条件时，这些因素会使得确定露天试车台旁路气流的气动参数变得十分困难。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出如下自然风条件下的露天试车台推力修正方法，包括以下步骤：

S1：对发动机模型和露天试车台动架结构进行简化处理，建立露天试车的物理模型；

S2：采用混合网格划分，进行的不同自然风风速风向条件的数值模拟计算，基于发动机进气道入口截面、发动机远前端稳定来流截面、进气道唇口根部截面的气流参数，确定进气附加阻力F_IAD，

其中，角标e、0、c分别表示发动机进气道入口截面、发动机远前端稳定来流截面和进气道唇口根部截面，w为流过截面的气流质量流量，v为截面速度流量，p表示对应截面压力面积平均值，A为截面面积；

S3：仿真模拟试车台架周围流场分布，叠加台架各表面的网格的平均压力与网格面积的乘积，获得台架迎风阻力F_c

其中，p为该台架壁面网格内的平均压力，p_ref为参考压力，设定为环境标准大气压，A为网格面积，是台架迎风阻力方向，即发动机进气方向的单位矢量；

S4：开展实际测试获得所需参数：在发动机进气道入口截面布置测量耙获得发动机进气道入口截面的平均速度和平均压力，在进气道唇口外表面布置静压测点计算得到进气道唇口外侧的压差阻力；

S5：根据进气附加阻力和台架迎风阻力之和确定发动机推力修正量，即发动机推力修正量ΔFΔF＝F_IAD+F_C。

进一步地，步骤S2具体包括：

S21：定义截面冲压量其中I为截面冲压量，i表示对应位置截面编号；

S22：以发动机进气方向为正方向，分别对发动机进气流管内的气体和发动机旁流道气体使用动量定理：