Un metodo rapido per la modellazione di un motore a ciclo variabileA Rapid Method for Modeling a Variable Cycle Engine

Summary

In questo caso, presentiamo un protocollo per creare un modello matematico a livello di componente per un motore di ciclo variabile.

Abstract

I motori a ciclo variabile (VCE) che combinano i vantaggi dei motori turbofan e turbogetto, sono ampiamente considerati i motori aeronautici di nuova generazione. Tuttavia, lo sviluppo di VCE richiede costi elevati. Pertanto, è essenziale costruire un modello matematico durante lo sviluppo di un motore aeronautico, che può evitare un gran numero di test reali e ridurre drasticamente il costo. La modellazione è anche fondamentale nello sviluppo della legge di controllo. In questo articolo, basato su un ambiente di simulazione grafica, viene descritto un metodo rapido per la modellazione di un motore a ciclo variabile a doppio bypass utilizzando la tecnologia di modellazione orientata agli oggetti e l'architettura gerarchica modulare. In primo luogo, il modello matematico di ogni componente è costruito sulla base del calcolo termodinamico. Quindi, un modello di motore gerarchico viene creato tramite la combinazione di ogni modello matematico componente e il modulo del risolutore N-R. Infine, le simulazioni statiche e dinamiche vengono eseguite nel modello e i risultati della simulazione dimostrano l'efficacia del metodo di modellazione. Il modello VCE costruito attraverso questo metodo ha i vantaggi di una struttura chiara e di un'osservazione in tempo reale.

Introduction

Le moderne esigenze degli aeromobili portano grandi sfide al sistema di propulsione, che necessitano di motori aeronautici più intelligenti, più efficienti o ancora più versatili¹. I futuri sistemi di propulsione militare richiedono anche unamaggiore spinta ad alta velocità sia un minor consumo di carburante specifico a bassa velocità 1,^2,3,4. Al fine di soddisfare i requisiti tecnici delle future missioni di volo, General Electric (GE)ha presentato il concetto di motore a ciclo variabile (VCE)....

Protocol

1. Preparazione prima della modellazione

1. Ottenere le prestazioni del punto di progettazione.
   1. Aprire Gasturb 13. Selezionare Motore ciclo variabile.
   2. Fare clic su Termodinamica di base. Selezionare Progettazione ciclo. Aprire DemoVarCyc.CVC.
   3. Ottenere le prestazioni del punto di progettazione del motore. Questi sono mostrati sul lato destro della finestra.
2. Ottenere le mappe dei componenti.
   1. Aprire Gasturb 13. Selezionare Motore ciclo variabile.
   2. Fare clic su Off Desig....

Results

Per dimostrare la validità del modello di simulazione, vengono confrontati diversi parametri di prestazione tipici selezionati nelle simulazioni statiche e dinamiche con i dati in Gasturb.

In una simulazione statica, confrontiamo diversi parametri chiave delle prestazioni del modello con questi parametri in Gasturb per verificare l'accuratezza del modello statico. La tabella 2 mostra il risultato del confronto nel punto di progettazione con H-0 m, M_a'0', W f'79334 k.......

Discussion

Basato su un ambiente di simulazione grafica, un modello a livello di componente VCE può essere creato rapidamente attraverso l'architettura gerarchica modulare e la tecnologia di modellazione orientata agli oggetti. Offre un'interfaccia amichevole per gli utenti ed è conveniente analizzare e progettare il modello¹⁹.

La limitazione principale di questo metodo è l'efficienza di esecuzione del modello. Poiché il modello è scritto in linguaggio di scripting, il modello dev.......

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