Een snelle methode voor het modelleren van een variabele cyclus motor

Summary

Hier presenteren we een protocol om een wiskundig model op componentniveau te bouwen voor een variabele-cyclus motor.

Abstract

De variabele cyclus motoren (VCE) die de voordelen van turbofan-en turbojet-motoren combineren, worden algemeen beschouwd als de volgende generatie vliegtuigmotoren. Het ontwikkelen van VCE vereist echter hoge kosten. Het is dus essentieel om een wiskundig model te bouwen bij het ontwikkelen van een vliegtuigmotor, die een groot aantal echte tests kan voorkomen en de kosten drastisch verlaagt. Modellering is ook cruciaal in de ontwikkeling van het controlerecht. In dit artikel, op basis van een grafische simulatie-omgeving, een snelle methode voor het modelleren van een dubbele bypass variabele cyclus-engine met behulp van objectgeoriënteerde modellerings technologie en modulaire hiërarchische architectuur wordt beschreven. Ten eerste wordt het wiskundige model van elk onderdeel gebouwd op basis van de thermodynamische berekening. Vervolgens wordt een hiërarchisch motor model opgebouwd via de combinatie van elk wiskundig model en de N-R solver module. Ten slotte worden de statische en dynamische simulaties uitgevoerd in het model en de simulatieresultaten bewijzen de effectiviteit van de modelleringsmethode. Het VCE-model dat door deze methode wordt gebouwd, heeft de voordelen van een duidelijke structuur en real-time observatie.

Introduction

Moderne vliegtuig eisen bieden grote uitdagingen voor het voortstuwingssysteem, dat intelligentere, efficiëntere of nog veelzijdiger vliegtuigmotoren nodig heeft¹. Toekomstige militaire voortstuwingssystemen vereisen ook een hogere stuwkracht bij hoge snelheid en een lager specifiek brandstofverbruik bij lage snelheid^1,2,3,4. Om aan de technische vereisten van toekomstige vlucht missies te voldoen, heeft General Electric (GE) het concept van de variabele cyclus motor (VCE) in 1955⁵naar voren ge....

Protocol

1. voorbereiding voor het modelleren

1. Ontwerp punt prestaties verkrijgen.
   1. Open Gasturb 13. Selecteer variabele cyclus motor.
   2. Klik op de basis thermodynamica. Selecteer cyclus ontwerp. Open Demovarcyc. CVC.
   3. Verkrijg de prestaties van het motor ontwerppunt. Deze worden aan de rechterkant van het venster weergegeven.
2. Deel kaarten verkrijgen.
   1. Open Gasturb 13. Selecteer variabele cyclus motor.
   2. Klik op uit ontwerp. Selecteer standaard kaarten. ....

Results

Om de geldigheid van het simulatiemodel te bewijzen, worden verschillende typische prestatieparameters geselecteerd in statische en dynamische simulaties vergeleken met de gegevens in Gasturb.

In een statische simulatie vergelijken we verschillende belangrijke prestatieparameters van het model met deze parameters in Gasturb om de nauwkeurigheid van het statische model te controleren. Tabel 2 toont het resultaat van de vergelijking bij het ontwerp punt met H = 0 M, m_a

Discussion

Op basis van een grafische simulatie omgeving, kan een VCE component-level model snel worden opgebouwd door middel van modulaire hiërarchische architectuur en objectgeoriënteerde modellerings technologie. Het biedt een gebruiksvriendelijke interface voor gebruikers en het is handig om het model¹⁹te analyseren en te ontwerpen.

De belangrijkste beperking van deze methode is de efficiëntie van het uitvoeren van het model. Omdat het model is geschreven in scripttaal, moet h.......

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