[发明专利]整机环境压缩部件敏感系数的获取方法

说明书

本发明的整机环境压缩部件敏感系数的获取方法，涉及叶轮机械技术领域。本发明可在涡轮发动机非定常数值模拟中，通过不同的逼喘方式分别使压气机或风扇失稳，如通过收小喷口面积使风扇失稳，或通过主燃烧室补气使压气机失稳，从而实现整机环境下风扇/压气机部件敏感系数的分别获取。

技术领域

本发明属于航空发动机的技术领域，尤其涉及一种整机环境压缩部件敏感系数的获取方法。

背景技术

旋转失速和喘振是压缩部件特有的两种不稳定流态，它们导致压气机性能降低，严重时可能会使整台发动机熄火。在涡轮发动机中，压缩部件的旋转失速和喘振(统称“失稳”)通常由某种形式的进气畸变引起，因此在涡轮发动机的研制中，需要考察进气畸变与压缩部件稳定性的关系。稳定裕度代表了压缩部件工作点与稳定边界的距离，而畸变指数代表了进气畸变的强度。敏感系数表征某一转速下稳定裕度随畸变指数的变化率，是考核涡轮发动机压缩部件的重要指标。稳定裕度与畸变指数的比值是敏感系数。

孤立压缩部件的敏感系数可以通过实验获取，目前习惯上也将其作为整机环境下的敏感系数，但事实上已经发现压缩部件安装在整机中以后，由于上下游流场的影响，其稳定边界和敏感系数都会发生变化。目前文献对比研究极少，已有的方法是对整机建立一维气动小扰动模型，根据李雅普诺夫稳定性理论判断系统的失稳点，如《燃气涡轮发动机整机稳定裕度数值模拟方法研究》(刘超，南京航空航天大学硕士论文，2012)，然而，由于该方法是一维方法，不能计算进口畸变条件下的稳定边界，因此不能用于获取部件敏感系数。

发明内容

有鉴于此，本发明提供的整机环境压缩部件敏感系数的获取方法，解决现有技术中的计算压缩部件的敏感系数精度较低的技术问题。

提供整机环境压缩部件敏感系数的获取方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：获取所要研究压缩部件在均匀进气条件的稳定裕度SM_clean；

S2：确定所要研究压缩部件在预设畸变指数S的进气条件的稳定裕度SM_dist；

S3：根据稳定裕度SM_clean、稳定裕度SM_dist和预设畸变指数S计算出压缩部件的敏感系数。

本发明的有益效果：

在涡轮发动机非定常数值模拟中，通过不同的逼喘方式分别使压气机或风扇失稳，如通过收小喷口面积使风扇失稳，或通过主燃烧室补气使压气机失稳，从而实现整机环境下风扇/压气机部件敏感系数的分别获取。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1收小喷口过程中风扇工作点轨迹；

图2收小喷口过程中压气机工作点轨迹；

图3主燃烧室补气过程中风扇工作点轨迹；

图4主燃烧室补气过程中压气机工作点轨迹。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。