混合維數(shù)航空發(fā)動機(jī)總體性能計(jì)算程序構(gòu)架初步研究.pdf

1、航空發(fā)動機(jī)數(shù)值仿真技術(shù)可以準(zhǔn)確地預(yù)測發(fā)動機(jī)部件的特性，了解部件相互之間的匹配關(guān)系，為設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)初期提供數(shù)據(jù)參考，是航空發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。目前，發(fā)動機(jī)仿真向提高精度和多維數(shù)方向發(fā)展，本文緊跟目前技術(shù)發(fā)展趨勢，在iSIGHT環(huán)境下將現(xiàn)有的CFD軟件和0-D發(fā)動機(jī)性能計(jì)算程序結(jié)合，開發(fā)了混合維數(shù)的發(fā)動機(jī)特性計(jì)算模型，反映部件的流動細(xì)節(jié)，提高了發(fā)動機(jī)特性計(jì)算精度。本文主要包括如下內(nèi)容： (1)采用基于Broken原理的擬牛頓法求

2、解發(fā)動機(jī)非線性方程組，這種方法可以直接求出第一步迭代后的Jacobi矩陣，避免傳統(tǒng)的牛頓法計(jì)算反復(fù)計(jì)算Jacobi矩陣，從而減少了發(fā)動機(jī)整機(jī)氣動熱力計(jì)算次數(shù)。通過分析了計(jì)算速度和收斂性，證明了擬牛頓法在求解發(fā)動機(jī)非線性方程組時，具有較快的計(jì)算速度。 (2)開發(fā)基于iSIGHT環(huán)境的模塊化的發(fā)動機(jī)計(jì)算程序，使用通用的數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)基于通用部件的發(fā)動機(jī)特性計(jì)算程序，并利用iSIGHT軟件的優(yōu)化功能，實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)循環(huán)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3、給出了針對某型發(fā)動機(jī)循環(huán)參數(shù)優(yōu)化的結(jié)果，并對優(yōu)化前后的值進(jìn)行了比較，經(jīng)分析優(yōu)化的結(jié)果優(yōu)于未經(jīng)優(yōu)化的循環(huán)參數(shù)。 (3)通過在iSIGHT軟件平臺中集成3-D尾噴管流場計(jì)算和0-D發(fā)動機(jī)特性計(jì)算程序，實(shí)現(xiàn)了在發(fā)動機(jī)性能計(jì)算中對尾噴管的3-D數(shù)值縮放(Zoommg)，較為準(zhǔn)確的反映了尾噴管內(nèi)氣流的三維流動情況，及其對尾噴管流量系數(shù)和推力系數(shù)的影響。通過0-D和3-D計(jì)算程序的迭代計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對尾噴管型面和出口面積的自動修正，解決了噴管