《变循环发动机部件法建模及优化》

madio

摘 要：
* W1 l4 G6 L" s" p' T本文研究的是变循环发动机部件法建模及优化问题。
2 j# Z$ i7 g  e2 s* q/ ~/ G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
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 ~; @! p9 P! s6 u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 U# a2 D3 y8 g) ]8 I# N, A6 D8 |& g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
* f! Q3 y9 t3 K5 S2 R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
3 t7 a1 r  L. `) H5 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
1.2883、总温为378.3326、流量分别为19.0477；CDFS 的出口总温为419.3767，
) p+ v. a2 A. ?, F$ u! [8 |1 @# @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。
2 F0 y2 X) o" t5 j& u) k+ w/ [- L, K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
) {" ~/ C7 J7 [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
知数，分别为：高压转速
/ C) M) Q% |$ ]  @1 R; VH n 、风扇、CDFS、高压涡轮、低压涡轮的压比函数值：
CL Z 、
5 p4 k# I0 n; w9 Y7 }- g) nCDFS Z 、
CH Z 、TH Z 、
" K3 M( B9 c' r& B% s) `1 STL Z 以及主燃烧室的出口温度*
4 T 。由构建的发动机模
' g9 ?: r6 j, [% e/ b4 o- ?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
5 Q, M, Y8 ]6 T  t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
. ^2 D/ ~0 |6 V  _: u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
7 t6 i0 A3 V/ |, E7 W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
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
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
比较理想的解：
- 2 -
# a7 m# J. [* O& V1 s变量
* U- \6 V! G7 \" t- q$ F+ dH n *
3 W! [1 W) v9 d; f$ Y) u; A4 T
( k$ u: K9 N8 @) v  t+ n. M. w5 BCL Z
CDFS Z
含义 高压转速
主燃烧室出口
, d- t0 n, E8 N6 w" t' m1 G* N温度
风扇压比函数值
CDFS压比函
7 b6 ?- D9 @$ `" ~' \数值
7 v( n+ j$ Y- E6 h( k最优解 0.78 1369.9999 0.3394 1
. k, ^" h) d7 r9 b2 B, \变量
0 S) c: {( Z  s' _) ^CH Z TH Z
2 ~9 \/ f6 `9 b5 r" iTL Z
含义
# v# ~9 U$ d  p* B0 d5 l7 G9 a高压压气机压
比函数值
高压涡轮压比函数
值
6 Q' Z8 P0 [: [4 Q( d- f低压涡轮压比函数
3 V% d$ o. K9 M3 O2 p值
最优解 0.2899 0.246 0.9112
+ _7 G* i: G% l! a/ D- }+ e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
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
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
3 z3 Z3 _& X( T/ J1 L8 I8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
) p* @0 b' _. i( T, u2 P压涡轮导叶角度l 
. q" ~1 l% g2 I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
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
; Z, _! m  h" W0 r! Z% Vsfc，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
关于CD  ， l 
) T; o8 [1 P" n. c- S' V0 F; B6 }# F， 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
- U' h2 l1 D& g& X6 Z  M3 \- I1 x* b+ R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。
! ]% g% F; a: z1 ?6 {9 O) ^
. s4 v& w8 n' e- H

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。。。。。。。。。。。