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标题:
《变循环发动机部件法建模及优化》
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作者:
madio
时间:
2014-8-30 17:32
标题:
《变循环发动机部件法建模及优化》
摘 要：
# ?6 f- g# R. B8 M' B* i/ G: g
本文研究的是变循环发动机部件法建模及优化问题。
5 S. |& T9 z) P
对于第一问，首先要求分析风扇特性，通过部件法建模，风扇属于压气机
9 V3 D" m) L( E2 ~; w3 d5 S$ A
模型，根据压气机压比函数的定义，利用matlab 线性插值将附录4 中增压比转
) V' y; L8 z& N( J$ k3 I" I/ K9 q
换成压比值，作出在不同转换速度下的流量随压比函数值的曲线图，如图2 所
6 t1 A0 k8 A4 v. c( \
示。为计算风扇和CDFS 出口的总温、总压和流量，根据附录1 的计算公式，构
6 |' ]- P |- z" x
建进气道模型和风扇、CDFS 的压气机模型。根据已知数据，在亚音速状态下代
9 E2 D) _+ e1 N L9 h1 r. k
入构建的进气道、风扇和CDFS 计算模型即可得到所求变量值：风扇出口总压为
, |3 h; t* D: v) X0 U0 z/ Q
1.2883、总温为378.3326、流量分别为19.0477；CDFS 的出口总温为419.3767，
5 @: s! B( N2 U4 P, m% Z" ]/ q U/ z
总压为1.7745，出口流量为16.9401。其余中间变量见表1 至表3 所示。
; A, b2 V0 {# n0 l
第二问，要求解7 个平衡方程组成的非线性方程。首先，分析发动机的整
4 Q$ g* h& v" L
机模型，根据部件法构建发动机的各部分计算模型。在发动机各部件匹配工作
9 J. p1 y6 \$ z3 U" y" Z: i; [
时，受7 个平衡方程制约。根据已知的参数和发动机模型，设定七个适当的未
; s' n$ ~+ y+ b5 \
知数，分别为：高压转速
8 l# p! p' E6 U8 L
H n 、风扇、CDFS、高压涡轮、低压涡轮的压比函数值：
& @) t: }7 a" ~' l0 M
CL Z 、
- s( t2 \+ r7 b; r. n
CDFS Z 、
6 g# D5 c# c8 f Z: O0 H
CH Z 、TH Z 、
6 |9 M7 ~+ H1 |+ H
TL Z 以及主燃烧室的出口温度*
8 C4 i V1 t9 v/ ~' r8 E
4 T 。由构建的发动机模
$ q5 {) R) C* c$ G# p8 k
型与其工作时各部件匹配的7 个平衡方程可得到一组非线性方程组。为求解此
- n3 `, O; l3 P6 }7 M% P# r5 m
方程组,采用粒子群算法。将非线性方程组的潜在解视为粒子，设定的未知量可
; d1 J4 f G" b4 K
看作粒子的位置，粒子群中的粒子个体根据适应性函数引导进行迭代，向非线
! Y4 Q$ Y: C5 K' R F, v
性方程组的最优解不断逼近 ，通过迭代法，更新粒子的位置，以搜索到全局极
1 Z& J7 B9 [) d) f) f
值，即获取非线性方程组的最优解。经过多次试验，粒子群算法均能搜寻到能
. H; I0 F9 Z* f. O1 T0 ]
得到比较准确的非线性方程的解。在给定不同的群体数和初值时，可得到以下
/ J+ I f1 H, j1 e) o4 H4 M0 X) H5 x
比较理想的解：
7 w( k2 X% q( P6 s" B
- 2 -
: k I6 L# _0 K) v1 }! j
变量
9 x/ \$ G1 U- z- y+ _4 o* ]- J- ^
H n *
9 j. S* h1 V6 W! {1 `
4 T
9 z. M$ k: T L3 e
CL Z
3 C+ w& ^5 S/ |9 k! `* \( q, M
CDFS Z
8 g% W6 A- L+ K; _: O
含义 高压转速
: O' ], [- j% n7 Y! m! l% ~4 l2 T
主燃烧室出口
8 j+ w" G i4 V! b
温度
! W+ m# p4 V! T. ^9 X
风扇压比函数值
! F; ` J' F) j2 l$ t! F# t2 ]; }
CDFS压比函
+ L R5 G5 @2 N) S
数值
, T( b7 [% S/ C5 w8 X/ H0 B( b
最优解 0.78 1369.9999 0.3394 1
! I' A+ e2 g0 F4 {- H$ J# s
变量
) {+ s, s( M: X2 f0 c) v* ~" \3 |. Z
CH Z TH Z
3 M# a" \* N$ w3 [, c7 |1 |2 q
TL Z
' [: H3 }& F% ~8 q, u0 x$ ?7 B
含义
K& m6 {8 w3 x. L
高压压气机压
# u+ `" x0 T/ Y
比函数值
' \4 N' Q" l# s( g6 {8 \
高压涡轮压比函数
; w# e7 ^2 y- X1 F- Y
值
9 f$ x+ Y$ L6 W; M! b: X3 w
低压涡轮压比函数
7 Q+ V `; G% j9 g" ^5 T, d- [
值
. S) G+ C- V: N- r/ b" |: y
最优解 0.2899 0.246 0.9112
" G5 _- b% |! j! ]. Y0 c% Z
对于第三问，求解发动机性能最优时，发动机CDFS导叶角度、低压涡轮导叶
1 q: K# _$ N# X( m# `6 _3 ?# s
角度和喷管喉道面积3个量的取值。本题的求解为单涵道模式下最优解的查找问
6 j P: p6 H0 h9 [2 ?
题，可按照与问题二类似的步骤，首先根据发动机的整体模型和部件法构建发动
5 n8 j6 n+ O3 t' P/ z& q7 U/ o
机的各个部分计算模型；在单涵道工作模式下，在发动机各部件匹配工作时，受
; w: C" Y: Y, E8 Y
8个平衡方程制约。设定相应的未知量，建立关于发动机CDFS导叶角度CD 、低
& ]2 y' t/ T4 F* z; x; _$ H
压涡轮导叶角度l
+ l! R6 Z6 V/ V. U
以及喷管喉道面积A 这三个位置参量的非线性方程组，求出
8 G @( [& Y. ^/ |6 Y) z
其他未知量与CD ， l
+ g' g" h4 k& U f' l* \ _
， A 的关系。进而表示出发动机性能参数推力F，耗油率
8 M) J& [8 T, K+ I* B
sfc，单位推力Fs的函数关系，另外根据性能最优要求，建立性能评价函数，得到
* V7 }( @# J, A3 `* Y$ `! D5 R2 g- `
关于CD ， l
- N8 [1 D, _$ l8 c; ~
， A 的三元函数，通过粒子群算法，求解函数的极值，便是性能最
( ^( z" P3 F+ K
优时的参数设定。但鉴于时间有限，本文中只建立模型，分析了求解算法，后续
$ e1 {, x: @/ R. [- b7 J( z. Y4 i' h
的求解过程和结果仍在研究过程中。
. Z2 W- t2 o: v5 |) h0 Z4 k
! X" ^! x5 X# j/ G; i! x# v% Z+ V
A题东南大学10286035队.pdf
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作者:
wyl123
时间:
2014-9-10 17:05
哇咔咔..........................
作者:
杜亚云2013
时间:
2014-9-11 10:02
为什么不能下载！！！
作者:
杜亚云2013
时间:
2014-9-11 10:02
为什么不能下载！！！
作者:
杜亚云2013
时间:
2014-9-11 10:02
为什么不能下载！！！
作者:
模天大楼
时间:
2014-9-23 00:25
很不错的样子O(∩_∩)O~
作者:
2174035
时间:
2014-10-9 08:57
多谢了。。。。。。。。。。。
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