《变循环发动机部件法建模及优化》

madio

摘 要：
本文研究的是变循环发动机部件法建模及优化问题。
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
+ w' x/ i) h. m+ t9 @1 N5 q) ]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
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
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
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
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
1.2883、总温为378.3326、流量分别为19.0477；CDFS 的出口总温为419.3767，
  c2 Y% ^% j; a1 H( k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。
  y. [9 U" y6 J, [' F) D6 V' p7 U7 G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
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/ R' F8 o; e/ {4 s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
' w, x+ h. d* `! q  L知数，分别为：高压转速
H n 、风扇、CDFS、高压涡轮、低压涡轮的压比函数值：
" m0 Y; c, E% b2 K2 w- k( WCL Z 、
CDFS Z 、
0 b  q# q' Y  G. P  \4 Z7 iCH Z 、TH Z 、
TL Z 以及主燃烧室的出口温度*
4 T 。由构建的发动机模
6 a  `. f2 ~6 ~+ N* ?4 s2 y- }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
, ^$ ~/ O9 z# D: q/ l2 w( D  V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
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
: K& X/ @0 v0 ]9 P9 k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
" y& a; \$ m# z: s: _: o: P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
0 Y: W) L1 v1 T& o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
$ ^8 a+ H3 A/ S7 e  \; e6 x比较理想的解：
- 2 -
7 t" ]; [/ j* ?3 O3 e变量
% O; }# J3 V  \# DH n *
4 T
CL Z
CDFS Z
含义 高压转速
! q# B' D2 J; U$ i7 p( b+ X主燃烧室出口
温度
+ W5 A8 h, ~$ y. l: \) V/ U* b风扇压比函数值
; h9 p: a( B( ~- [1 b8 Z2 @CDFS压比函
数值
最优解 0.78 1369.9999 0.3394 1
6 c. E$ D. c3 Q+ K/ I变量
- O; \$ s' f# d4 j* ^  d) N  [( WCH Z TH Z
TL Z
9 r8 a: b# h7 W, X. `4 v  m4 l含义
2 V) x3 b; K5 Y3 W( G高压压气机压
! o: q. |/ B4 ]% B比函数值
高压涡轮压比函数
# @  W1 d8 N1 P5 S9 _4 H; w值
5 I7 t* t* @. k4 d9 e低压涡轮压比函数
值
最优解 0.2899 0.246 0.9112
& s% _( d2 F; x3 y* j# p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
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
" W) |0 W+ C2 r6 K$ I0 L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
. E0 s6 |9 w# F/ a% _: U! w( ]! p  l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
/ \! b  }2 W, x+ ~% V0 D1 R) s8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
压涡轮导叶角度l 
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
: j! H9 D1 {4 o$ @1 {2 d其他未知量与CD  ， l 
， A 的关系。进而表示出发动机性能参数推力F，耗油率
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
/ t- s% ^3 U% G# x关于CD  ， l 
# y2 R) u' S5 g) J9 K) f% a4 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
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
的求解过程和结果仍在研究过程中。
! W# c' A8 C4 H* L2 A- o
4 Z5 Z+ X2 ~( a1 [2 p

wyl123

哇咔咔..........................

杜亚云2013

为什么不能下载！！！

杜亚云2013

为什么不能下载！！！

杜亚云2013

为什么不能下载！！！

模天大楼

很不错的样子O(∩_∩)O~

2174035

多谢了。。。。。。。。。。。