Szybka metoda modelowania silnika o zmiennym cyklu pracy

Metoda ta pomogła naukowcom w szybkim zbudowaniu modelu silnika lotniczego na podstawie istniejących danych silnika. Główną zaletą tej metody jest to, że nie ma wysokich wymagań dotyczących technologii programowania, które miały miejsce w przypadku tradycyjnego modelowania. Przed rozpoczęciem modelowania otwórz GasTurb13 i kliknij Podstawowa termodynamika.

Wybierz opcję Cycle Design (Projekt cyklu) i otwórz pokaz zmiennej cycle. Zostaną pokazane parametry osiągów punktu projektowego silnika. Aby uzyskać mapy komponentów, w oknie głównym kliknij opcję Wyłącz mapy, Więcej i standardowe.

Otwórz pokazowy cykl zmiennych i wybierz LPC, IPC, HPC, HPT i LPT. Aby zamodelować pojedynczy komponent silnika o zmiennym cyklu, otwórz program do analizy danych i kliknij przycisk Simulink. Kliknij dwukrotnie pusty model i kliknij bibliotekę, aby umieścić funkcję do modelowania.

Funkcja podwójnego kliknięcia. Równanie termodynamiczne sprężarki zostanie opisane zgodnie z zasadą działania sprężarki. Kliknij równanie i wklej, aby uzyskać dane wejściowe i wyjściowe sprężarki.

Zmień nazwę funkcji kompresor. W oknie funkcji sprężarki kliknij prawym przyciskiem myszy nazwę funkcji i wybierz odniesienie do podsystemu i modelu, a następnie utwórz podsystem z wyboru, aby zamaskować moduł. Gdy wszystkie komponenty zostaną zamodelowane, połącz dane wyjściowe każdego komponentu z danymi wejściowymi następnego komponentu.

Tutaj pokazane są wyniki porównania w punkcie projektowym w trybie pracy z podwójnym obejściem, wskazując, że maksymalny błąd parametrów wydajności między modelem a GasTurb to stosunek ciśnienia silnika poniżej 2%Tutaj pokazano wynik porównania w punkcie poza projektem, w trybie pracy z pojedynczym obejściem. W tych warunkach maksymalny błąd to prędkość obrotowa wału niskiego ciśnienia nieco poniżej 4%W tej reprezentatywnej symulacji przyspieszenia i opóźnienia przetwarzanej w trybie podwójnego obejścia pokazano wejście przepływu paliwa. Te prędkości obrotowe, przepływ powietrza i temperatura przed danymi turbiny pokazują, że model jest w stanie przeprowadzić symulację przyspieszania i zwalniania.

W tym reprezentatywnym eksperymencie tryb pracy silnika o zmiennym cyklu został przełączony z trybu pojedynczego obejścia na tryb podwójnego obejścia po pięciu sekundach, aby zapobiec przekroczeniu przez silnik ograniczonej prędkości podczas procesu przełączania, zastosowano pojedynczą zmienną kontrolę w pętli zamkniętej do prędkości obrotowej wału wysokiego ciśnienia. W tym teście prędkość obrotowa wału wysokociśnieniowego pozostała prawie niezmieniona podczas przełączania. Podobnie można zaobserwować reakcję przepływu paliwa, prędkości obrotowej, przepływu powietrza i temperatury przed turbiną.

Wyniki symulacji przyspieszania, zwalniania i przełączania trybów potwierdzają, że dwie symulacje dynamiczne modele mogą działać poprawnie. Nauczenie się, jak wybrać konkretne lub wspólne równanie robocze jest ważne, ponieważ wspólne równanie robocze pomaga w prawidłowym ustawieniu modelu. Zgodnie z tą procedurą można budować inne typy silników lotniczych lub modele silników turbin gazowych.