[发明专利]一种能量损失降维度耦合方法、系统

权利要求书

1.一种能量损失降维度耦合方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：准备航空发动机准三维仿真所需要的几何文件；

步骤2：基于将步骤1的几何文件，对需要进行变维度耦合仿真的涡轮叶片进行三维建模；

步骤3：基于步骤2已建的三维模型，对其划分网格，设置批处理程序及控制程序；

步骤4：根据设置的批处理程序及控制程序进行航空发动机准三维仿真计算；

步骤5：将准三维仿真得到的需要耦合的涡轮叶片域进出口边界条件传递给三维模型并进行三维计算；

步骤6：基于步骤5的三维计算的结果得到耦合叶片域的损失，将损失降维处理并自动分类并传递给准三维程序进行计算；

步骤7：整个程序将在步骤5和步骤6之间循环，达到一定条件后退出程序，实现了航空发动机准三维和三维自动耦合；

所述步骤5和6具体为：将求出的总温度总压以及出口静压赋值给三维模型，运行三维计算程序，在三维计算达到收敛后，进入后处理程序，根据叶栅入口和出口的静压和总压求出叶栅的能量损失系数，将其作为总损失，再以叶片前缘和叶片尾缘作为两个截面，求出叶片前缘尾缘之间的能量损失系数作为叶型损失，用总损失减去叶型损失，得到尾迹损失，将求出的叶型损失和尾迹损失传递给准三维程序，按照一定规律分配到准三维网格的各个节点上，以修正准三维计算的损失模型，然后继续进行准三维计算。

2.根据权利要求1所述一种能量损失降维度耦合方法，其特征在于，所述步骤2具体为，基于将步骤1的几何文件，对航空发动机进行准三维建模，并对准三维流场进行初始化，所述航空发动机包括涡轮；

对需要进行变维度耦合的涡轮叶片域建立三维模型，其中相邻的几个叶片域放在一起建模作为一个耦合子域，不相邻的耦合子域要分别建立三维模型。

3.根据权利要求2所述一种能量损失降维度耦合方法，其特征在于，所述步骤3具体包括以下步骤：

步骤3.1：基于建好的子域三维模型进行网格划分；

步骤3.2：将步骤3.1划分好的网格在三维仿真软件中，进行一次三维计算，

步骤3.3：根据步骤3.2的三维计算写出三维计算控制文件；

步骤3.4：在步骤3.2的三维计算后，通过后处理软件，得到相应格式输出的叶片域各截面的压力信息；并将输出的文本文档按照耦合子域顺序依次命名为pressure1.txtpressure2.txt，命名以此类推；

步骤3.5：制作批处理文件，使得其自动进行三维流场的仿真和后处理，并将不同子域的批处理文件依次命名为1.bat 2.bat，命名以此类推；

步骤3.6：制作准三维软件与三维软件耦合的控制文件并命名为Control.txt。

4.根据权利要求1所述一种能量损失降维度耦合方法，其特征在于，所述步骤4具体为：基于步骤3的控制程序，修改Control.txt中的第二行数字N，其意义为准三维迭代N次进行一次三维计算以此来控制准三维与三维耦合迭代时的迭代方案，并且选择是否用三维损失修正准三维损失模型设置完毕开始进行计算，

控制程序设置完毕后，开始进行准三维计算，在准三维计算达到稳定后，将耦合域的入口总压、总温以及出口的静压求出。

5.根据权利要求1所述一种能量损失降维度耦合方法，其特征在于，叶片域能量损失计算：

通过取叶片域的前后截面的总压及静压计算得到，对于静叶片叶片域入口总压为叶片后为P₁^*、叶片域出口静压为P₁，则静叶片域的能量损失为：

叶型损失通过截取叶片前缘和尾缘两个截面的总压及静压计算得到，对于静叶片前缘截面总压为叶片后为叶片域出口静压为P_i1，则静叶片域的叶型损失为：

尾缘损失用叶片域的能量损失减去叶型损失得到：

对于动叶片叶片域入口总压为叶片后为叶片域出口静压为P₂，则动叶片域的能量损失为：

对于叶型损失的计算，叶型损失计算公式同叶片域损失的计算公式一样，对于动叶域的和静叶域的计算方法相同。