[发明专利]燃气涡轮发动机起动建模方法

摘要

本发明涉及一种燃气涡轮发动机起动建模方法，涉及燃气涡轮发动机建模仿真技术领域。本发明提供一种基于相似理论的燃气涡轮发动机起动建模方法，该方法包括：基于相似理论的高转转加速度、高转转速、低转转速和高压压气机出口压力计算方法；以及使用上述计算结果根据核心机气动热力学过程计算涡轮级间温度的方法。该方法能够以较高精度模拟发动机起动过程的主要参数，仅基于发动机试验数据建立发动机起动模型，具有方法简便，计算量小，对建模前提条件要求低的优点，模型精度可满足工程使用的需要。

主权项

1.一种燃气涡轮发动机起动建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、根据发动机试验数据提取高转折合转加速度变化规律：高转折合转加速度是高转折合转速N2c和折合燃油流量Wfc的函数，即有对于i＝1,2,3...n次试验，其中第i次试验中记录了j＝1,2,3...m_i个采样时刻的数据，m_i为第i次试验中采样时刻总数，采样间隔为dt，对于第i次试验中的第j个采样时刻，进行以下计算：根据发动机风扇入口总温Tt1i,j计算温度折合系数θi,jθi,j＝Tt1i,j/Tstd   (1)其中Tstd为海平面标准大气温度288.15K；根据发动机风扇入口总压Pt1i,j计算压力折合系数δi,jδi,j＝Pt1i,j/Pstd   (2)其中Pstd为海平面标准大气压力10132.5Pa；使用温度折合系数θi,j、高转转速N2i,j计算高转折合转速N2ci,j使用温度折合系数θi,j、压力折合系数δi,j、燃油流量Wfi,j计算折合燃油流量Wfci,j为：计算高转转加速度Ni,j+1为第i次试验中的第j+1个采样时刻的发动机转速，Ni,j‑1为第i次试验中的第j‑1个采样时刻的发动机转速；使用高转转加速度压力折合系数δ_i,j计算高转折合转加速度提取风车起动过程高转折合转加速度规律时，对使用风车起动试验数据计算得到的N2c_i,j和Wfc_i,j，进行二元多项式拟合，即得到根据起动机瞬时有效功率Ps_i,j和高转转子转动力矩J计算由起动机贡献的高转转加速度从中扣除得到高转净转加速度则高转折合净转加速度为使用发动机地面起动试验数据计算得到的N2c_i,j和Wfc_i,j，进行二元多项式拟合，即得到步骤2、根据发动机试验数据提取低转折合转速N1c变化规律：低转折合转速N1c是高转折合转速N2c的函数，即有N1c＝g(N2c)；使用第i次试验中的第j时刻的低转转速N1i,j计算高转折合转速N1ci,j使用发动机地面起动试验数据计算得到的N2ci,j和N1ci,j，进行多项式拟合，即得到N1c＝g(N2c)；步骤3、根据发动机试验数据提取高压压气机出口折合压力Pt3c变化规律：高压压气机出口折合压力Pt3c是高转折合转速N2c的函数，即有Pt3c＝h(N2c)；使用第i次试验中的第j时刻的高压压气机出口压力Pt3i,j计算高压压气机出口折合压力Pt3ci,jPt3ci,j＝Pt3i,j/δi,j   (11)使用发动机地面起动试验数据计算得到的N2ci,j和Pt3ci,j，进行多项式拟合，即得到Pt3c＝h(N2c)；然后利用步骤1至3的规律建立发动机起动过程建模。