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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：' x; {7 m- |; \1 H! v
本文研究的是变循环发动机部件法建模及优化问题。
9 o! i+ F( g! R3 M; Z3 ?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& ^* f: C/ l, Z+ c+ v8 H6 [2 ^
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
2 ^8 z4 H) h/ p) T5 d' f- S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
; I0 L; T& q8 V1 o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
& N% A% h  u. G, S( K2 |* a8 r$ v( ^0 @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' A. q  J- W- T6 f
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" w' }, |6 `9 N5 G# [
1.2883、总温为378.3326、流量分别为19.0477；CDFS 的出口总温为419.3767，6 @! s% |, `! t2 ~" W5 m
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。& ^9 [; n$ h+ U+ A+ z2 I2 s
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1 J# H/ F! L. ?( a* u, u/ ]! W
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
. E/ H& r% z0 g, w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$ |7 @' ^' l+ f5 f4 G5 t
知数，分别为：高压转速
4 O& H) {4 _! M6 uH n 、风扇、CDFS、高压涡轮、低压涡轮的压比函数值：
& Y7 [3 ]' B+ O) i1 |* sCL Z 、
; j# X) x; `7 H; {. n+ a" L( Q2 tCDFS Z 、% k8 A" l1 r" V5 I
CH Z 、TH Z 、: `3 X$ Z/ T7 x+ }" z
TL Z 以及主燃烧室的出口温度*5 G' R/ f/ J2 S7 |; u  x2 ~
4 T 。由构建的发动机模) G/ O/ T7 s# Y( \! {* Y1 U
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
* Z+ P* l( o5 f5 k6 ~: Q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: Q" Y+ {1 q$ I* \$ L7 w; I; a9 L
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- \8 [2 q4 U; x2 A2 t
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
, V% s/ l' M; Z# m4 ~+ |+ g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
3 D) u$ G' \$ T7 L4 k5 z' |$ r* I* I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
& I) T0 j& D! C1 d; C1 ?. [1 _4 G比较理想的解：
7 }( o5 B1 C' s- }0 l- 2 -" j. G# `1 ]3 V) b3 s
变量1 c6 |) V# w9 b2 F: q  \  b9 T
H n */ }0 b; H8 ^& X! C) k
4 T
' N, h6 S9 x* `CL Z' |1 S- B' S0 u: {8 ]2 u! N% a) V; i
CDFS Z
/ d, m( Y6 i% z8 V+ R" R( {  m含义 高压转速4 Y+ t5 N0 F& a+ p6 Z7 W1 E; W
主燃烧室出口
" L( Y+ n2 h8 B5 Y温度
! ~2 H1 K4 ^4 k4 K! b/ j& H' p- p6 C! R风扇压比函数值
) L! `+ b: R  l9 t6 F" sCDFS压比函
+ S" z* N  c9 y/ b! m数值% H8 z/ m3 o. }% y, \0 e0 y5 j- l
最优解 0.78 1369.9999 0.3394 1
  Z& o8 t0 t. Y$ i. |, u- u变量! g7 w& ^) {7 W. r7 u2 \
CH Z TH Z1 R8 I4 H8 e& @% Z$ o9 T6 z
TL Z& m% b4 ^9 M1 c2 ?4 H2 e
含义9 P2 s, h# }) i
高压压气机压: I% j! v$ C, e4 P4 Q! {
比函数值) I' B+ Q  u. N$ H5 f$ M  u9 n
高压涡轮压比函数
$ z7 W* z' T# N' i! p值0 @" m3 D& |5 K8 X5 ^" S
低压涡轮压比函数2 q: l5 m& [' I2 O8 z0 n
值; i. _5 S3 _$ ^8 z
最优解 0.2899 0.246 0.91122 q# z1 u& C3 B6 {; c& r, K# G
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
4 `: O: f6 z; B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: ~, j- f" g' p/ I" g
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 H# D* L+ }& e5 E; C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
, p1 i# h2 d* Y7 [8 n  k8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% ^! f" G& S, g' d& f6 t
压涡轮导叶角度l 0 }8 G! o0 i% g* k- t; P6 n
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
2 f. Q% X3 X3 @  F其他未知量与CD  ， l 2 e0 ]7 `+ x5 }% x9 \
， A 的关系。进而表示出发动机性能参数推力F，耗油率" m4 D6 {# P, @
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! w8 ]0 Z  G! L5 g
关于CD  ， l # \1 q$ s9 h, h- i
， 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
2 P2 A$ q" Z5 H% j( r8 {( B3 [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
6 e+ K" e! t% E% A+ m& [的求解过程和结果仍在研究过程中。
) E5 W  K: F1 c. k: {4 \8 P+ {; I6 j6 L

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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