[发明专利]折流式燃烧室气动性能的快速虚拟数值试验方法

摘要

本发明涉及一种折流式燃烧室气动性能的快速虚拟数值试验方法，涉及小型涡轮发动机试验技术领域。本发明通过建立一个快速的、简化的、适用的小型涡轮发动机折流式燃烧室一维气动模型，解决了虚拟数值试验中要使用的燃烧室气动模型问题，进而形成了用于小型涡轮发动机折流式燃烧室气动性能快速虚拟数值试验的方法，实现了在计算机平台上快速进行燃烧室气动性能试验，获得其气动性能的目的。该方法运算快速，在模型经验证的条件下，可以部分取代折流式燃烧室的实物试验，从而降低燃烧室的试验成本，缩短研制周期，提高燃烧室的研制效率。

主权项

一种折流式燃烧室气动性能的快速虚拟数值试验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、进行燃烧室一维气动模型的分区及计算截面选取；步骤2.输入燃烧室一维气动模型的几何参数和初始条件，包括：燃烧室进口空气流量、进口空气总压、进口空气总温、燃油流量、出口总温和燃烧室燃烧效率；步骤3.基于步骤2输入的燃烧室一维气动模型的几何参数和初始条件，计算折流式燃烧室进口状态及总体性能参数，包括：(a)燃烧室进口气流速度系数和速度的计算(公式(1)‑(3))；(b)燃烧室总余气系数的计算(公式(4))；(c)燃烧室容热强度计算(公式(5))；(d)燃烧室总流阻系数计算(公式(6))和总压恢复系数估算(公式(11))；步骤4.基于步骤2输入的燃烧室一维气动模型的几何参数和初始条件，折流式燃烧室火焰筒空气流量的分配(公式(12)‑(13))；步骤5.基于步骤2输入的燃烧室一维气动模型的几何参数和初始条件，折流式燃烧室火焰筒头部内流程参数计算，包括：(a)火焰筒头部内总温的计算(公式(14))；(b)火焰筒头部内静压的计算(公式(15))；(c)火焰筒头部内静温(公式(19))、气流密度(公式(16))和总压的计算((公式(20))；(d)火焰筒头部内第i截面的余气系数(公式(13))、气流速度(公式(17))、速度系数(公式(18))及射流速度(公式(21))的计算；步骤6.基于步骤2输入的燃烧室一维气动模型的几何参数和初始条件，折流式燃烧室火焰筒头部后流程参数计算，包括：(a)头部后第i截面壁面进气孔的空气流量(公式(22))、叠加空气流量(公式(23))、余气系数(公式(25))及射流速度(公式(26))；(b)头部后第i截面的总温(公式(14))、静温(公式(19))及气流密度(公式(28))；(c)头部后第i截面的总压(公式(20))、静压(公式(16))、气流速度(公式(17))及速度系数(公式(18))的计算，燃烧室总压恢复系数的计算(公式(29))；步骤7.判断是否头部后最后计算截面的流量与头部后第一个计算截面的流量达到了平衡，如果不平衡，转向步骤4，修改空气流量分配，做循环计算，否则结束。