[发明专利]一种发动机仿真设计方法

权利要求书

1.一种发动机仿真设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

对于任意选定的发动机部件，绘出发动机功率和流经发动机的空气路径，通过连接节点将一个部件的输出端连接至下一个部件的输入端；

根据每个部件的相互连接关系得到程序输入、系统变量和部件规定的特性的函数关系；

利用上述函数关系进行计算，得到一个待求解的联立代数超越方程和偏微分方程组；

求解上述方程和/或方程组，得到整台发动机各节点处的参数和总体性能参数。

2.按权利要求1所述的发动机仿真设计方法，其特征在于：发动机稳态气动热力计算包括设计点性能计算和非设计点性能计算，其中设计点性能计算包括以下步骤：

1)确定发动机类型，并绘制发动机流程截面图，根据流程截面图上设定的截面符号输入到热力循环计算程序中，得到对应截面上的气流流量、总温、总压气动参数；

2)根据被计算的发动机流程截面图和发动机的具体情况及使用特点，输入发动机要求的引气量、功率提取、冷气空气量、放气量的具体值；

3)输入发动机设计点的飞行高度和马赫数；

4)输入发动机流道内各段的流程损失；

5)输入热力循环参数。

3.按权利要求2所述的发动机仿真设计方法，其特征在于：

对于外设换热器的发动机，以通用程序处理方法为基础，根据发动机的持点，增加热交换部件的热力循环处理程序，其换热器管内空气引自高压压气机，换热器管外为外函空气，换热器换热后各参数按下列各式计算：

换热器出口的空气总温  

换热后外函空气总温  

换热器出口的空气总压  

换热后外函空气总压  

其中：T₂^*、P₂^*为换热器管内气流换热前的总温、总压；T₁₂^*、P₁₂^*为换热器管外气流换热前的总温、总压；q_ma1为风扇入口空气流量；q_ma2为高压出口空气流量；q_ma换热器为换热器管内空气流量；q_ma外函为外函空气流量；分别为换热器内、外流的总压损失系数。

4.按权利要求1所述的发动机仿真设计方法，其特征在于：

所述输入发动机流道内各段的流程损失包括：进气道、外涵管道、风扇压气机过渡段、高低压涡轮过渡段、涡轮后到加力燃烧室之间的扩压段流道内的总压恢复系数。

5.按权利要求1所述的发动机仿真设计方法，其特征在于：

所述输入热力循环参数为：发动机的流量、涵道比，压气机的换算流量、增压比、绝热效率，燃烧室的燃烧效率、总压损失、出口温度，涡轮的绝热效率，加力燃烧室的燃烧效率、总压损失和加力温度。

6.按权利要求1所述的发动机仿真设计方法，其特征在于：对于具有双涵道混合排气的涡扇发动机，增加两股能量不同的气流进行热交换过程的计算模型。