[发明专利]一种模态选择阀与发动机多维度耦合气动性能评估方法

权利要求书

1.一种模态选择阀与发动机多维度耦合气动性能评估方法，其特征在于具体步骤如下：

步骤一：建立考虑双涵道效应的模态选择阀三维模型；

步骤二：对步骤一所建立的模态选择阀三维模型型进行仿真，获得流动性能；

步骤三：建立模态选择阀的低维高保真度特性计算模型，计算阀门后总压；

步骤四：部件高保真度特性计算模型-整机零维模型多维度集成，即将步骤三得到的低维高保真度特性计算模型和零维总体性能计算程序进行耦合；

步骤五：输入该发动机的设计点性能参数，进行设计点计算；

步骤六：给定发动机控制规律和发动机非设计点工作状况，进行计算；

步骤七：判断多维度集成性能计算模型的收敛性；

步骤八：获得发动机特性图和任意工况下的气动性能，即得到考虑了模态选择阀和发动机总体耦合效应的气动性能结果。

2.根据权利要求1所述一种模态选择阀与发动机多维度耦合气动性能评估方法，其特征在于：所述步骤一中，建立模态选择阀三维模型需要考虑到模态选择阀进出口尺寸与所评估的变循环发动机的尺寸适配性，及考虑的真实发动机中对模态选择阀的要求包括：内外涵道的型面能够抑制各个流动状态下出现的流动分离、内外涵道之间的隔板能够减小局部损失、模态选择阀的阀门在各个开度下能够适配其所处的流场，避免造成过大的损失和流动分离的不稳定流动现象。

3.根据权利要求2所述一种模态选择阀与发动机多维度耦合气动性能评估方法，其特征在于：所述步骤二中获得流动性能为，模态选择阀处于不同开度S下时，在不同内、外涵道出口静压条件下，进口出口的总压恢复系数σ和流量Wa。

4.根据权利要求3所述一种模态选择阀与发动机多维度耦合气动性能评估方法，其特征在于：所述步骤三中，利用步骤二获得的结果，对同一开度S下，不同前后压差下的计算点的σ与Wa进行分段线性插值，获取在该开度下任意一个流量下对应的总压恢复系数：

σ＝f_S(Wa)

其中，f_S是对应开度下在步骤二中各个计算点得到的σ与Wa之间的的分段线性插值函数；

在依次建立各个开度下的线性插值后，再建立各个开度之间的特性插值：

其中，σ_S是任意开度S、任意流量下对应的总压恢复系数，S_l和S_h表示了位于所选择S左右两侧的两个在步骤二中经过计算的开度，σ_l和σ_h是在这两个开度和所选流量下插值得到的总压恢复系数；

至此，给定流量Wa和开度S，在以流量Wa为横坐标，总压恢复系数σ为纵坐标，开度S为等值线的低维高保真度特性计算模型上插值得到对应的总压恢复系数的值，则阀门后总压P_t2表示为：

P_t2＝σP_t1

其中，P_t1、P_t2分别是阀门前后总压；

再结合阀门后面积A_bypass得到阀门后气动函数q(λ)的值：

得到q(λ)后查询气动函数表得到阀门后马赫数Ma以及气动函数τ(λ)、π(λ),则阀门后静压P₂和静温T₂表示为：

P₂＝π(λ)P_t2

T₂＝τ(λ)T_t。