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标题: 《变循环发动机部件法建模及优化》 [打印本页]
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：5 ~9 R( G( C# h4 f
本文研究的是变循环发动机部件法建模及优化问题。: }, b$ w& a" O/ e# M
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
& q( C) b4 K( |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* m; B5 o6 v3 {) a0 f3 C
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
7 O/ N- s2 ~7 S# x2 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
2 e9 [& K& |( a# n/ D: m- f( d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+ @5 j# n) Q3 G/ F, 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: ^5 V0 P) m: n
1.2883、总温为378.3326、流量分别为19.0477；CDFS 的出口总温为419.3767，
% G: d; O9 l: x& J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。
1 c) A/ K) k4 ^$ T( A) V$ ^7 {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! K( P# M2 u/ A: R" A
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/ O9 k) O. U8 e; G/ z* m
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) P- [1 l6 s, l' h3 j
知数，分别为：高压转速% d3 F4 O) [! K8 e5 c, R# D
H n 、风扇、CDFS、高压涡轮、低压涡轮的压比函数值：
/ P+ s, R- \0 {, L( ~$ K2 iCL Z 、& h" P. w0 \6 l" _; f. Z/ w; L2 Y
CDFS Z 、
" O2 W) @( V' F7 X( T! p/ R' hCH Z 、TH Z 、9 r/ u9 v) x4 v3 ~! c  w* |8 n" h
TL Z 以及主燃烧室的出口温度*' f5 o4 S) P! l2 U0 x
4 T 。由构建的发动机模& R" i/ N4 @0 I8 Z# D6 U% E
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) F5 v6 N( Y7 [
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$ \6 k! v# I) V0 [8 j
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0 F* F! s+ e1 I0 `" S0 B
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
; f0 M" U2 }2 I7 _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
7 s8 D8 u' C" g9 C/ @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6 g' X! F( s1 c" U
比较理想的解：7 v) R8 g$ M* [
- 2 -
( q/ C6 J) f+ B6 U# m变量
0 M/ S' c% P" k7 [0 {5 r3 NH n *  U) N7 `3 C( \! p+ O' r/ Z
4 T
- ~9 [+ _: n' s9 L) G0 l5 T4 FCL Z8 E; @1 \; ?5 \8 j2 w
CDFS Z
, ~: ?5 C( ]/ C; S含义 高压转速
# ]2 E4 y* J& w; Y7 l. \  r+ m主燃烧室出口
- }0 s8 H4 x3 N( K' ?+ ?2 o温度6 a) B/ w: K% ~, m: N. V2 ~
风扇压比函数值/ ?9 i" U' t: v- L
CDFS压比函2 `' M. w  |' b7 a) d
数值+ d) |- G! n; J
最优解 0.78 1369.9999 0.3394 1
4 e8 w& \& v  r& }& I变量- ^$ G6 `, `; W9 v/ U2 v) ?
CH Z TH Z7 O: Q" v7 C  J: p6 A
TL Z
) _( H/ }. S% Y% ~含义0 u  H5 z' c7 @3 S
高压压气机压' |( a# K( j/ L9 E' H) ^) E
比函数值
" t' q8 r! q* c: f" i高压涡轮压比函数
( \) F& Z' {: Z8 x值) L8 E! J% I2 k' `" h* S5 [6 I' z
低压涡轮压比函数
" b. O2 L8 T5 B值
( d8 R* f% E9 R2 H: N最优解 0.2899 0.246 0.9112
' f9 A0 ?9 L! ~! `6 O9 W1 b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! C! V+ t, [2 b8 n9 i7 q
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3 \: }. F( F0 h0 d! k0 ]4 @
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
( K9 h) M, d: Y. @; P# r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( L0 E' c  i* {+ y- l3 g  Y- n  ]
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
, h1 B8 f( n4 x1 F压涡轮导叶角度l * V4 H: [/ j; t* Y+ e
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
: }, r) Y) n6 K5 U其他未知量与CD  ， l 9 z& w2 A% l% l# ^0 u3 i; u- t8 k
， A 的关系。进而表示出发动机性能参数推力F，耗油率
" B8 B) ~" E  ^! X6 g6 G- T! asfc，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6 b9 z' C0 Y; N7 E5 ]5 j
关于CD  ， l 
5 O8 d& n7 D; S; w' ~， 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
- }7 H, t* r$ A# u4 d8 w/ G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
( r' O) ]* S7 }  A, h, A' g的求解过程和结果仍在研究过程中。
( A+ e! f3 i. J  Z& L& V0 u; p6 i+ G0 S$ ^; X7 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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