[发明专利]小型涡轮发动机涡轮虚拟试验系统

摘要

本发明提出了一种小型涡轮发动机涡轮虚拟试验系统，包括涡轮气动性能虚拟试验子系统和涡轮试验环境虚拟试验子系统。本发明实施例通过涡轮虚拟试验系统，可以实现“涡轮部件设计仿真-虚拟试验+适当的部件物理试验-指导修改涡轮设计”的设计优化流程，可以减少涡轮实物试验次数，部分代替实物试验，缩短产品试验周期，同时降低试验风险和实际试验的费用。

主权项

一种小型涡轮发动机涡轮虚拟试验系统，其特征在于，包括涡轮气动性能虚拟试验子系统和涡轮试验环境虚拟试验子系统，其中，涡轮气动性能虚拟试验子系统进一步包括三维造型模块、流体动力学建模模块、组装模块、三维计算模块、后处理模块、试验报告及评估报告生成模块、数据库管理模块和用户管理模块，所述三维造型模块用于采用具有参数化建模功能的UG模块建立试验器涡壳三维模型和试验件三维模型，其中，所述参数化建模为对涡壳、试验件的几何结构运用几个结构参数进行的描述；所述流体动力学建模模块用于根据三维造型模块生成的涡壳三维模型和试验件三维模型采用CFD软件(IcemCFD或TurboGrid)进行流体动力学模型的建立，以生成涡壳流体动力学模型和试验件流体动力学模型；所述组装模块用于对流体动力学建模模块生成的涡壳流体动力学模型和试验件流体动力学模型按照实际的物理状态进行组装，以生成可用于气动性能试验的计算模型；所述三维计算模块用于根据设置的试验工况和试验工质结合所述组装模块生成的用于气动性能试验的计算模型进行试验仿真，并在计算之前，在关键截面设置监控点信息，该信息主要包括监控点的位置及监控参数，如压力、温度；所述后处理模块用于根据试验结果进行后处理分析，以获得各个流面的参数分布及涡轮三维特性数据；所述试验报告及评估报告生成模块用于根据试验结果及试验情况进行总结，并完成试验报告及试验平台评估报告；所述数据库管理模块用于对数据进行管理，对虚拟试验的试验模型、试验工况参数、试验结果数据、特性曲线、参数分布图形进行存储管理，并为用户提供检索，查询和统计以及分析评估，其中，所述试验模型包括涡壳三维模型、试验件三维模型、涡壳流体动力学模型和试验件流体动力学模型；所述用户管理模块用于对用户实行权限管理，以使不同权限人员对虚拟试验任务书、虚拟试验方案、虚拟试验模块有不同的访问、修改权限；其中，所述涡轮试验环境虚拟试验子系统进一步包括仿真计算模块、接口规范模块和优化模块，所述仿真计算模块，用于对涡轮试验台全气路系统的建模与仿真；所述接口规范模块，用于保证仿真计算过程中前台界面与后台仿真计算程序之间的数据通讯；所述优化模块，用于通过模拟退火优化算法，自动计算出各个阀门的打开情况，以对涡轮台实物试验的试验方案和操作提供参考和指导。