Um método rápido para modelar um mecanismo de ciclo variável

Summary

Aqui, apresentamos um protocolo para construir um modelo matemático de nível de componente para um motor de ciclo variável.

Abstract

Os motores de ciclo variável (VCE) que combinam as vantagens dos motores turbofan e turbojato, são amplamente considerados como os motores de aeronaves de próxima geração. No entanto, o desenvolvimento do VCE requer custos elevados. Assim, é essencial construir um modelo matemático ao desenvolver um motor de aeronaves, o que pode evitar um grande número de testes reais e reduzir o custo dramaticamente. A modelagem também é crucial no desenvolvimento da lei de controle. Neste artigo, com base em um ambiente de simulação gráfica, um método rápido para modelar um mecanismo de ciclo variável de bypass duplo usando tecnologia de modelagem orientada a objeto e arquitetura hierárquica modular é descrito. Em primeiro lugar, o modelo matemático de cada componente é construído com base no cálculo termodinâmico. Em seguida, um modelo de mecanismo hierárquico é criado por meio da combinação de cada modelo matemático de componente e do módulo Solver N-R. Finalmente, as simulações estáticas e dinâmicas são realizadas no modelo e os resultados da simulação comprovam a efetividade do método de modelagem. O modelo VCE construído através deste método tem as vantagens de uma estrutura clara e observação em tempo real.

Introduction

As demandas modernas dos aviões trazem grandes desafios ao sistema de propulsão, que precisam uns motores de aviões mais inteligentes, mais eficientes ou mesmo mais versáteis¹. Futuros sistemas de propulsão militar também exigem tanto maior impulso em alta velocidade e menor consumo de combustível específico em baixa velocidade^1,2,3,4. A fim cumprir as exigências técnicas de missões futuras do vôo, General Electric (GE) apresentou o conceito variável do motor do ciclo (VCE) em 1955⁵. A VCE é um....

Protocol

1. preparação antes da modelagem

1. Obtenha o desempenho do ponto de design.
   1. Abra o Gasturb 13. Selecione motor de ciclo variável.
   2. Clique em termodinâmica básica. Selecione design de ciclo. Abra Demovarcyc. CVC.
   3. Obtenha o desempenho do ponto de design do motor. Estes são mostrados no lado direito da janela.
2. Obtenha mapas de componentes.
   1. Abra o Gasturb 13. Selecione motor de ciclo variável.
   2. Clique em off Design. Selecione mapas padrão. Abra ....

Results

A fim de comprovar a validade do modelo de simulação, vários parâmetros típicos de desempenho selecionados em simulações estáticas e dinâmicas são comparados com os dados em Gasturb.

Em uma simulação estática, comparamos vários parâmetros-chave de desempenho do modelo com esses parâmetros em Gasturb para verificar a precisão do modelo estático. A tabela 2 mostra o resultado da comparação no ponto de experimento com H = 0 M, m_a= 0, W_f= 0,79334 kg/s em um m.......

Discussion

Com base em um ambiente de simulação gráfica, um modelo de nível de componente do VCE pode ser construído rapidamente por meio da arquitetura hierárquica modular e da tecnologia de modelagem orientada a objetos. Ele oferece uma interface amigável para os usuários e é conveniente para analisar e projetar o modelo¹⁹.

A principal limitação desse método é a eficiência de execução do modelo. Como o modelo é escrito em linguagem de script, o modelo precisa ser recompilado tod.......

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