航空发动机整机性能仿真中的功率平衡方法

【类型】期刊

【作者】徐全勇 吴锋  

【刊名】航空动力学报

【关键词】 性能求解,涡轮发动机,三维整机仿真,功率平衡,多场耦合

【摘要】提出了一种在CFD三维整机仿真中实现功率平衡的计算方法。推导确定了决定平衡关系的关键变量：涡轮前温度与物理转速。提出了基于稳态流场和功率经验关系实现功率平衡的数值迭代方法。本文将该迭代方法与CFD三维求解耦合，发展了一种可用于三维整机CFD耦合仿真的功率平衡计算方法。采用该功率平衡计算方法对MTJ-80涡喷发动机开展了三维整机CFD数值计算，实现了整机性能三维仿真与控制规律的耦合和预测。在控制燃油量不变的条件下，通过转速迭代可以实现压气机和涡轮的功率差小于0.1%，可以预测固定燃油供给量条件下所能达到的稳态运转转速。在控制转速不变的条件下，通过调节燃油量实现压气机和涡轮的功率差小于0.15%，可以预测固定转速条件下的燃油流量。数据验证结果表明：该功率平很给计算方法可以与CFD三维整机计算耦合，并且具有很强的收敛性，解决了以往整机三维性能仿真过程中的功率不平衡问题。

【年份】2022

【作者单位】清华大学航空发动机研究院;中国航发四川燃气涡轮研究院;西北工业大学动力与能源学院;

【期号】12

【页码】2707-2718