[发明专利]一种航空发动机压气机性能可靠性设计方法

摘要

一种航空发动机压气机性能可靠性设计方法，步骤如下：一：选择压气机性能参数及其可靠度要求；二：选择影响性能的关键参数及其取值范围；三：确定关键参数的取值分布；四：建立性能参数与关键参数之间的响应面模型；五：进行其性能可靠性评估；六：如果评估结果满足可靠度要求则输出设计方案，如不满足则进行步骤七；七：使用Isight软件进行压气机性能可靠性设计；八：如果设计结果满足要求则输出设计方案作为最终方案，如果不满足则重复进行步骤七，并视情改变关键参数及其标准差的取值范围，直至满足要求；提高了压气机的性能可靠性，并能进行定量评估，解决了国内目前航空发动机压气机领域没有性能可靠性设计方法的问题。

主权项

一种航空发动机压气机性能可靠性设计方法，其特征在于：其总体实施步骤如下：步骤一：选择压气机性能参数及确定性能参数的可靠度要求；步骤二：选择影响压气机性能的关键参数及其取值范围；步骤三：确定关键参数的取值分布；步骤四：在工作站上，使用响应面模型建模软件建立压气机性能参数与关键参数之间的响应面模型，其过程如下：1)使用试验设计软件中的拉丁超立方方法在关键参数的取值范围内设计试验方案；2)使用CFD软件根据试验方案进行仿真计算并保存计算结果；3)根据计算结果使用响应面模型建模软件建立响应面模型；步骤五：在工作站上，使用Isight软件进行性能可靠性评估，其过程如下：1)在Isight软件中建立“6sigma”任务；2)在“6sigma”任务下建立“计算器”模块；3)打开“计算器”模块并输入步骤四中建好的响应面模型；4)打开“6sigma”任务选择“6sigma分析”，并在“分析类型”中选择“蒙特卡洛”；5)在“随机变量”中输入步骤三中确定的关键参数的取值分布；6)在“响应”中输入性能参数的最低要求；7)开始进行性能可靠性评估；8)在结果输出界面查看结果；步骤六：如果评估结果满足可靠度要求则输出设计方案作为最终设计结果，如果不满足可靠度要求则进行步骤七；步骤七：在工作站上使用Isight软件进行压气机的性能可靠性设计；其过程如下：1)在Isight软件中建立“优化”任务；2)在“优化”任务下嵌套“6sigma”任务；3)在“6sigma”任务下嵌套“计算器”模块；4)打开“计算器”模块并输入步骤四中建好的响应面模型；5)打开“优化”任务在“算法设置”中选择“第二代非劣排序遗传算法(NSGA‑II)”，在“变量”中设置关键参数的取值范围及关键参数标准差的取值范围，在“约束”中输入压气机性能参数最低要求及可靠度要求；在“优化目标”中将性能参数的标准差设计目标设置为“最小”；6)打开“6sigma”任务选择“6sigma优化”，并在“分析类型”中选择“蒙特卡洛”；在“随机变量”中输入步骤三中确定的关键参数的取值分布，在“响应”中输入性能参数的最低要求；7)开始进行性能可靠性设计；8)在结果输出界面查看结果；步骤八：如果设计结果满足可靠度要求则输出设计方案作为最终设计方案，如果不满足可靠度要求则重复进行步骤七，并根据情况更改关键参数的取值范围及关键参数标准差的取值范围，直至结果满足要求；通过以上步骤，提高了压气机的性能可靠性，并能进行定量评估，给出设计方案，此外还能有效降低压气机的性能波动，解决了国内目前航空发动机压气机领域没有性能可靠性设计方法的问题。