Une méthode rapide pour modéliser un moteur à cycle variable

Summary

Ici, nous présentons un protocole pour construire un modèle mathématique au niveau des composants pour un moteur à cycle variable.

Abstract

Les moteurs à cycle variable (VCE) qui combinent les avantages des turboréacteurs et des turboréacteurs, sont largement considérés comme les moteurs d'avion de prochaine génération. Cependant, le développement de VCE nécessite des coûts élevés. Ainsi, il est essentiel de construire un modèle mathématique lors du développement d'un moteur d'avion, ce qui peut éviter un grand nombre de tests réels et réduire le coût de façon spectaculaire. La modélisation est également cruciale dans l'élaboration du droit de contrôle. Dans cet article, basé sur un environnement de simulation graphique, une méthode rapide pour modéliser un moteur à cycle variable de double contournement utilisant la technologie de modélisation orientée objet et l'architecture hiérarchique modulaire est décrite. Tout d'abord, le modèle mathématique de chaque composant est construit sur la base du calcul thermodynamique. Ensuite, un modèle de moteur hiérarchique est construit via la combinaison de chaque modèle mathématique composant et le module de solveur N-R. Enfin, les simulations statiques et dynamiques sont réalisées dans le modèle et les résultats de simulation prouvent l'efficacité de la méthode de modélisation. Le modèle VCE construit à travers cette méthode présente les avantages d'une structure claire et d'une observation en temps réel.

Introduction

Les exigences modernes des avions apportent de grands défis au système de propulsion, qui ont besoin de moteurs d'avion plus intelligents, plus efficaces ou encore plus polyvalents¹. Les futurs systèmes de propulsion militaire nécessitent également à la fois une poussée plus élevée à grande vitesse et une consommation de carburant spécifique plus faible à basse vitesse^1,2,3,4. Afin de répondre aux exigences techniques des futures missions de vol, General Electric (GE) a proposé le concept de moteur à cycle variable (V....

Protocol

1. Préparation avant modélisation

1. Obtenir des performances de point de conception.
   1. Ouvrez Gasturb 13. Sélectionnez Moteur à cycle variable.
   2. Cliquez sur La thermodynamique de base. Sélectionnez Cycle Design. Ouvrez DemoVarCyc.CVC.
   3. Obtenir les performances du point de conception du moteur. Ceux-ci sont affichés sur le côté droit de la fenêtre.
2. Obtenir des cartes de composants.
   1. Ouvrez Gasturb 13. Sélectionnez Moteur à cycle variable.
   2. Cliquez sur Off Design.....

Results

Afin de prouver la validité du modèle de simulation, plusieurs paramètres de performance typiques sélectionnés dans des simulations statiques et dynamiques sont comparés aux données de Gasturb.

Dans une simulation statique, nous comparons plusieurs paramètres de performance clés du modèle avec ces paramètres dans Gasturb pour vérifier l'exactitude du modèle statique. Le tableau 2 montre le résultat de la comparaison au point de conception avec H'0 m, M_a0, W_f

Discussion

Basé sur un environnement de simulation graphique, un modèle de composant VCE peut être construit rapidement grâce à une architecture hiérarchique modulaire et à une technologie de modélisation orientée objet. Il offre une interface conviviale pour les utilisateurs et il est pratique d'analyser et de concevoir le modèle¹⁹.

La principale limitation de cette méthode est l'efficacité d'exécution du modèle. Étant donné que le modèle est écrit en langage de script, le modèle.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Gasturb	GasTurb GmbH	Gasturb 13
MATLAB	MathWorks	R2017b
TMATS	NASA	1.2.0