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Engineering

एक चर चक्र इंजन मॉडलिंग के लिए एक त्वरित विधि

Published: August 13, 2019 doi: 10.3791/59151

Summary

यहाँ, हम एक चर चक्र इंजन के लिए एक घटक स्तर गणितीय मॉडल का निर्माण करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं.

Abstract

टर्बोफैन और टर्बोजेट इंजन के फायदे को जोड़ने वाले चर चक्र इंजन (वीसीई) को व्यापक रूप से अगली पीढ़ी के विमान इंजन माना जाता है। हालांकि, विकास शील VCE उच्च लागत की आवश्यकता है. इस प्रकार, यह एक गणितीय मॉडल का निर्माण जब एक विमान इंजन है, जो वास्तविक परीक्षण की एक बड़ी संख्या से बचने और नाटकीय रूप से लागत को कम कर सकते हैं विकसित करने के लिए आवश्यक है. कानून के विकास को नियंत्रित करने में मॉडलिंग भी महत्वपूर्ण है। इस लेख में, एक चित्रमय सिमुलेशन वातावरण पर आधारित, वस्तु उन्मुख मॉडलिंग प्रौद्योगिकी और मॉड्यूलर पदानुक्रम वास्तुकला का उपयोग कर एक डबल बाईपास चर चक्र इंजन मॉडलिंग के लिए एक तेजी से विधि का वर्णन किया गया है. सबसे पहले, प्रत्येक घटक के गणितीय मॉडल ऊष्मागतिक परिकलन के आधार पर बनाया गया है। फिर, एक पदानुक्रमित इंजन मॉडल प्रत्येक घटक गणितीय मॉडल और एन-आर सॉल्वर मॉड्यूल के संयोजन के माध्यम से बनाया गया है। अंत में, स्थिर और गतिशील सिमुलेशन मॉडल में किए जाते हैं और सिमुलेशन परिणाम मॉडलिंग विधि की प्रभावशीलता साबित होते हैं। इस विधि के माध्यम से बनाया VCE मॉडल स्पष्ट संरचना और वास्तविक समय अवलोकन के फायदे हैं.

Introduction

आधुनिक विमान की मांग प्रणोदन प्रणाली है, जो अधिक बुद्धिमान, अधिक कुशल या और भी अधिक बहुमुखी विमान इंजन1की जरूरत के लिए बड़ी चुनौतियों लाने के लिए। भावी सैन्य प्रणोदन प्रणालियों के लिए भी उच्च गति पर अधिक जोर देने और कम गति से विशिष्ट ईंधन की खपत1,2,3,4की आवश्यकता होती है . भविष्य के उड़ान मिशनों की तकनीकी आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, जनरल इलेक्ट्रिक (जीई) ने 19555में चर चक्र इंजन (VCE) अवधारणा को आगे रखा। ब्ब्ब्ए एक विमान इंजन है जो कुछ घटकों6के ज्यामिति आकार या स्थिति को बदलकर विभिन्न ऊष्मागतिक चक्रों का प्रदर्शन कर सकता है। लॉकहीड एसआर-71 "ब्लैकबर्ड" एक J58 टर्बोरामजेट VCE द्वारा संचालित 19767के बाद से सबसे तेजी से हवा में सांस लेने वाले मानव विमान के लिए विश्व रिकॉर्ड आयोजित किया गया है। यह भी सुपरसोनिक उड़ान के कई संभावित लाभ साबित कर दिया. पिछले 50 वर्षों में जीई में सुधार हुआ है और कई अन्य VCEs का आविष्कार किया है, एक डबल बाईपास VCE8सहित , एक नियंत्रित दबाव अनुपात इंजन9 और एक अनुकूली चक्र इंजन10. इन अध्ययनों में न केवल सामान्य संरचना और निष्पादन सत्यापन शामिल है, बल्कि इंजन11की नियंत्रण प्रणाली भी शामिल है। इन अध्ययनों से साबित हो गया है कि वीसीई सबसोनिक उड़ान पर एक उच्च बाईपास अनुपात टर्बोफैन की तरह काम कर सकता है और सुपरसोनिक उड़ान में टर्बोजेट की तरह कम बाईपास अनुपात टर्बोफैन की तरह भी काम कर सकता है। इस प्रकार, VCE विभिन्न उड़ान शर्तों के तहत प्रदर्शन मिलान महसूस कर सकते हैं.

एक VCE विकसित करते समय, आवश्यक सत्यापन कार्यों की एक बड़ी राशि बाहर किया जाएगा। यदि इन सभी कार्यों को भौतिक रूप से12प्रकार से निष्पादित किया जाए तो इसपर काफी समय और परिव्यय हो सकता है . कंप्यूटर सिमुलेशन प्रौद्योगिकी, जो पहले से ही एक नया इंजन विकसित करने में अपनाया गया है, न केवल लागत बहुत कम कर सकते हैं, लेकिन यह भी संभावित जोखिम से बचने13,14. कंप्यूटर सिमुलेशन प्रौद्योगिकी के आधार पर, एक इंजन के विकास चक्र लगभग आधे करने के लिए कम हो जाएगा, और आवश्यक उपकरणों की संख्या नाटकीय रूप से कम हो जाएगा15. दूसरी ओर, सिमुलेशन भी इंजन व्यवहार और नियंत्रण कानून के विकास के विश्लेषण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है. स्थिर डिजाइन और इंजन के ऑफ डिजाइन प्रदर्शन का अनुकरण करने के लिए, एक कार्यक्रम GENENG16 कहा जाता है 1972 में नासा लुईस अनुसंधान केंद्र द्वारा विकसित किया गया था. फिर अनुसंधान केंद्र ने GENENG से व्युत्पन्न DYNGEN17 विकसित किया, और DYNGEN एक टर्बोजेट और टर्बोफैन इंजन के क्षणिक प्रदर्शन को अनुकरण कर सकता है। 1989 में, नासा ने एक परियोजना प्रस्तुत की, जिसे संख्यात्मक प्रोपल्सन सिस्टम सिमुलेशन (एनपीएस) कहा जाता है, और इसने शोधकर्ताओं को वस्तु उन्मुख प्रोग्रामिंग के उपयोग के माध्यम से एक मॉड्यूलर और लचीला इंजन सिमुलेशन प्रोग्राम बनाने के लिए प्रोत्साहित किया। 1993 में, जॉन ए रीड ने ऑब्जेक्ट-ओरिएंटेड प्रोग्रामिंग18के माध्यम से अनुप्रयोग विजुअलाइजेशन सिस्टम (एवीएस) प्लेटफॉर्म के आधार पर टर्बोफैन इंजन सिमुलेशन सिस्टम (टीईएस) विकसित किया।

इस बीच, चित्रमय प्रोग्रामिंग वातावरण पर आधारित तेजी से मॉडलिंग सिमुलेशन में धीरे-धीरे इस्तेमाल किया जा रहा है. नासा द्वारा विकसित ऊष्मागतिक सिस्टम (टी-एमएटीएस) पैकेज की मॉडलिंग और विश्लेषण के लिए टूलबॉक्स मैटलैब/सिमुलिंक प्लेटफॉर्म पर आधारित है। यह खुला स्रोत है और उपयोगकर्ताओं में निर्मित घटक पुस्तकालयों को अनुकूलित करने के लिए अनुमति देता है. टी-MATS उपयोगकर्ताओं के लिए एक अनुकूल इंटरफेस प्रदान करता है और यह विश्लेषण और डिजाइन करने के लिए सुविधाजनक है में निर्मित JT9D मॉडल19.

इस आलेख में, VCE का एक प्रकार के गतिशील मॉडल यहाँ Simulink सॉफ्टवेयर का उपयोग कर विकसित किया गया है. इस प्रोटोकॉल की मॉडलिंग वस्तु एक डबल बाईपास VCE है. इसका योजनाबद्ध लेआउट चित्र 1में दर्शाया गया है। इंजन दोनों एकल और डबल बाईपास मोड में काम कर सकते हैं. मोड का चयन करें वाल्व (MSV) खुला है, इंजन एक अपेक्षाकृत बड़े बाईपास अनुपात के साथ subsonic शर्तों पर बेहतर प्रदर्शन करता है. जब मोड का चयन वाल्व बंद कर दिया है, VCE एक छोटे से बाईपास अनुपात और एक बेहतर सुपरसोनिक मिशन अनुकूलन क्षमता है. इंजन के प्रदर्शन को और अधिक परिमाणित करने के लिए, एक डबल बाईपास VCE मॉडल घटक स्तर मॉडलिंग विधि के आधार पर बनाया गया है.

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Protocol

1. मॉडलिंग से पहले तैयारी

  1. डिज़ाइन बिंदु प्रदर्शन प्राप्त करें।
    1. खुला गस्तुरब 13| चर चक्र इंजनका चयन करें |
    2. बुनियादी ऊष्मागतिकीपर क्लिक करें | चक्र डिजाइनका चयन करें | खुला DemoVarCyc.CVC|
    3. इंजन डिज़ाइन बिंदु कार्यक्षमता प्राप्त करें। ये विंडो के दाईं ओर दिखाए जाते हैं.
  2. घटक मानचित्र प्राप्त करें.
    1. खुला गस्तुरब 13| चर चक्र इंजनका चयन करें |
    2. ऑफ डिजाइनपर क्लिक करें | मानक मानचित्रचुनें. खुला DemoVarCyc.CVC|
    3. ऑफ डिजाइन प्वाइंटपर क्लिक करें | फिर एलपीसी, आईपीसी, एचपीसी, एचपीटी और एलपीटीका चयन करें ; इस प्रकार, सभी घटकों नक्शे प्राप्त कर रहे हैं.

2. मॉडल VCE20,21,22 के प्रत्येक घटक

  1. एक VCE के एक एकल घटक मॉडल. एक उदाहरण के रूप में उच्च दबाव कंप्रेसर ले लो.
    1. खुला Matlab| Simulinkपर क्लिक करें | रिक्त मॉडलपर डबल क्लिक करें |
    2. लाइब्रेरीपर क्लिक करें, और मॉडल के लिए फ़ंक्शन रखें.
    3. समारोहपर डबल क्लिक करें | कंप्रेसर के कार्य सिद्धांत के अनुसार, कंप्रेसर के ऊष्मागतिक समीकरण का वर्णन किया गया है। फिर MATLAB फ़ंक्शनके साथ समीकरण का वर्णन करें .
    4. MATLAB फ़ंक्शनसमाप्त करने के बाद, कंप्रेसर का इनपुट और आउटपुट प्राप्त करें।
    5. मॉड्यूल मास्क करने के लिए Subsystem का उपयोग करें। फिर "संपीडक" के साथ इसका नाम बदलें। इस प्रकार अब तक, एक सबसिस्टम मॉड्यूल "संपीडक" कहा जाता है की स्थापना की है.
  2. प्रवेश, प्रशंसक, वाहिनी, कोर संचालित प्रशंसक मंच (CDFS), बाईपास मिक्सर, कंप्रेसर, बर्नर, उच्च दबाव टरबाइन, कम दबाव टरबाइन, मिक्सर, afterburner और नोजल सहित सभी घटकों के उपतंत्र प्राप्त करने के लिए एक ही कदम का प्रयोग करें।
    1. अगले घटक के इनपुट के साथ प्रत्येक घटक के उत्पादन का मिश्रण.

3. पूरे मॉडल का समाधान

  1. पूरे मॉडल के गतिशील सह-कार्य समीकरणों का निर्माण करें।
    1. गतिशील सह-कार्य समीकरणों का निर्माण करें. निम्नलिखित 6 स्वतंत्र सह-कार्य समीकरणों का निर्माण करें।
    2. इनलेट और बर्नर के आउटलेट के लिए प्रवाह संतुलन समीकरण निर्धारित करें:Equation 1
      डब्ल्यू एक3: कंप्रेसर आउटलेट अनुभाग हवा का प्रवाह, डब्ल्यूच: बर्नर ईंधन प्रवाह, डब्ल्यूजी44:उच्च दबाव टरबाइन इनलेट गैस प्रवाह.
    3. कम दबाव टरबाइन के इनलेट और आउटलेट के लिए प्रवाह संतुलन समीकरण निर्धारित करें:Equation 2
      डब्ल्यू g44: कम दबाव टरबाइन इनलेट अनुभाग गैस प्रवाह, Wg5: कम दबाव टरबाइन आउटलेट गैस प्रवाह.
    4. इनलेट और नोजल के आउटलेट के लिए प्रवाह संतुलन समीकरण निर्धारित करें:Equation 3
      डब्ल्यू g7: नोजल इनलेट गैस प्रवाह, Wg9: नोजल आउटलेट गैस प्रवाह.
    5. रियर मिक्सर के इनलेट के लिए स्थिर दबाव संतुलन समीकरण निर्धारित करें:Equation 4
      पी. s163: मुख्य बाहरी बाईपास आउटलेट के स्थिर दबाव, Ps63:आंतरिक बाईपास आउटलेट के स्थिर दबाव.
    6. प्रशंसक इनलेट और आउटलेट के प्रवाह संतुलन समीकरण निर्धारित करें:Equation 5
      डब्ल्यू एक2: प्रशंसक प्रवेश हवा का प्रवाह, डब्ल्यूएक21: CDFS प्रवेश हवा का प्रवाह, डब्ल्यूएक13: उप-बाहरी बाईपास प्रवेश हवा प्रवाह
    7. CDFS आउटलेट का प्रवाह संतुलन समीकरण निर्धारित करें:Equation 6
      डब्ल्यू एक21: CDFS प्रवेश हवा का प्रवाह, Wएक125: CDFS बाईपास इनलेट हवा का प्रवाह, डब्ल्यूएक25:कंप्रेसर प्रवेश हवा प्रवाह.
    8. उपर्युक्त 6 स्वतंत्र समीकरण निम्नलिखित समीकरणों का गठन करते हैं।
      Equation 7
  2. उपरोक्त समीकरणों को हल करने के लिए TMATS में एन-आर पुनरावृत्ति सॉल्वर का उपयोग करें।
    1. सह-कार्य समीकरणों को हल करने के लिए सॉल्वर का उपयोग करने से पहले, N-R पुनरावृत्ति सॉल्वर सेट करें। मॉडलिंग की प्रक्रिया के अनुसार, निम्नलिखित 6 प्रारंभिक अनुमान का चयन करें: घटक नक्शा प्रशंसक, CDFS, उच्च दबाव कंप्रेसर, उच्च दबाव टरबाइन और कम दबाव टरबाइन की सहायक लाइन -1, $2, ] 3, $4, $5, उप-बाहरी बाईपास इनलेट प्रवाह।

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Representative Results

सिमुलेशन मॉडल की वैधता साबित करने के लिए, स्थिर और गतिशील सिमुलेशन में चयनित कई विशिष्ट प्रदर्शन मानकों Gasturb में डेटा के साथ तुलना कर रहे हैं।

एक स्थिर अनुकरण में, हम स्थिर मॉडल की सटीकता को सत्यापित करने के लिए Gasturb में इन मापदंडों के साथ मॉडल के कई प्रमुख प्रदर्शन मापदंडों की तुलना करें। तालिका 2 डिजाइन बिंदु पर तुलना का परिणाम दिखाता है, जिसमें एच $0 उ, एम$0, डब्लू$0.79334 किग्रा/s के साथ डबल बायपास ऑपरेटिंग मोड के अंतर्गत है। तुलना के अनुसार, मॉडल और Gasturb के बीच प्रदर्शन मानकों की अधिकतम त्रुटि ईपीआर (इंजन दबाव अनुपात) है, जो 2% से नीचे है. तालिका 3 एक एकल बाईपास ऑपरेटिंग मोड के अंतर्गत एच $0 उ, एम$0, ड ब्लू$0.91032 किग्रा/s के साथ ऑफ-डिजाइन बिंदु पर तुलना का परिणाम दर्शाता है। इस स्थिति के तहत, अधिकतम त्रुटि यहाँ कम दबाव शाफ्ट, जो सिर्फ 4% से नीचे है की घूर्णी गति है. दोनों मॉडलों के प्रदर्शन मानकों लगभग एक ही हैं. इस प्रकार, दो तुलना परिणाम साबित होता है कि मॉडल सही है, और प्रोटोकॉल डिजाइन बिंदु पर प्रभावी है.

एक गतिशील अनुकरण में, संक्रमण राज्य मॉडल की शुद्धता की पुष्टि करने के उद्देश्य से, हम त्वरण सहित दो विशिष्ट गतिशील प्रक्रियाओं नकली / त्वरण/deceleration सिमुलेशन H $0 m, Ma$0 के साथ एक डबल बायपास मोड के तहत संसाधित किए जाते हैं। चित्र 2क ईंधन प्रवाह के इनपुट को दर्शाता है। चित्र 2ब, चित्र 2ग और चित्र 2द टरबाइन से पहले घूर्णी चाल, वायु प्रवाह और तापमान की अनुक्रिया दर्शाते हैं, इसलिए मॉडल त्वरण/विceleration सिमुलेशन करने में सक्षम है। एक मोड स्विचिंग सिमुलेशन डबल बायपास मोड से एकल बाईपास मोड के लिए H $0 m, Mएक$ 0 के साथ किया जाता है। जैसा कि चित्र 3में दिखाया गया है, VCE ऑपरेटिंग मोड एकल बायपास मोड से डबल बायपास मोड पर 5 s पर स्विच किया गया है। स्विचन प्रक्रिया के दौरान सीमित गति से अधिक से इंजन को रोकने के लिए, एक एकल चर बंद लूप नियंत्रण उच्च दबाव शाफ्ट की घूर्णी गति के लिए लागू किया जाता है। चित्र 3ख से पता चलता है कि उच्च दाब शाफ्ट की घूर्णन गति स्विचन के दौरान लगभग अपरिवर्तित होती है। इसी प्रकार चित्र 3क,चित्र 3ठ, चित्र 3ं तथा चित्र 3द टरबाइन के समक्ष ईंधन प्रवाह, घूर्णी चाल, वायु प्रवाह तथा ताप की अनुक्रिया दर्शाते हैं। दो-गतिशील सिमुलेशन के दौरान, मॉडल सही ढंग से चला सकते हैं।

Figure 1
चित्र 1: चर चक्र इंजन की समग्र संरचना का Schematic आरेख.
एक VCE एक प्रशंसक, एक CDFS, एक कंप्रेसर, एक बर्नर, एक टरबाइन, एक मिक्सर, एक afterburner और एक नोजल शामिल हैं. प्रशंसक और CDFS कम दबाव टरबाइन द्वारा संचालित कर रहे हैं. कंप्रेसर उच्च दबाव टरबाइन द्वारा संचालित है। चित्र 1 में संख्याएँ इंजन के अनुप्रस्थ अनुभाग का प्रतिनिधित्व करती हैं। प्रत्येक क्रॉस अनुभागों की परिभाषा तालिका 1में दिखाई गई है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्र 2. VCE के त्वरण/deceleration सिमुलेशन।
यह आंकड़ा त्वरण/डिसेलरेशन सिमुलेशन प्रस्तुत करता है। ईंधन प्रवाह इनपुट चित्र 2कमें दिखाया गया है। मुख्य प्रदर्शन पैरामीटर की प्रतिक्रियाएँ नीचे के रूप में दिखाई गई हैं. (ख) उच्च दाब गति तथा निम्न दाब गति की अनुक्रिया। (ग) वायु प्रवाह की अनुक्रिया। (घ) टरबाइन इनलेट तापमान की अनुक्रिया। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्र 3. VCE के मोड स्विचिंग सिमुलेशन।
यह आंकड़ा मोड स्विचिंग सिमुलेशन प्रस्तुत करता है। (क) र्इंधन प्रवाह निवेश की अनुक्रिया। (ख) उच्च दाब गति तथा निम्न दाब गति की अनुक्रिया। (ग) वायु प्रवाह की अनुक्रिया। (घ) टरबाइन इनलेट तापमान की अनुक्रिया। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

क्रॉस सेक्शन की संख्या परिभाषा
2 फैन इनलेट
3 कंप्रेसर आउटलेट
4 बर्नर आउटलेट
5 कम दबाव टरबाइन आउटलेट
6 मिक्सर इनलेट
7 आफ्टरबर्नर आउटलेट
8 नोक सोचा
9 नोज़ल आउटलेट

तालिका 1: सभी पार वर्गों की परिभाषा. इस प्रोटोकॉल में अपनाए गए परिवर्ती चक्र इंजन की अनुप्रस्थ परिच्छेद परिभाषाएँ सारणी 1में दर्शायी गई हैं।

पैरामीटर मॉडल गस्तुरब 13 त्रुटि(%)
एन एल (आरपीएम) 14711 14600 0.76
Nh(RPM) 18060 18000 0.33
T4(कश्मीर) 1866 1850 0.86
एफ एन (केएन) 38.18 37.98 0.53
ईपीआर 4.1653 4.2436 1.85

तालिका 2. डबल बाईपास के डिजाइन बिंदु की तुलना. मॉडल के कई प्रमुख प्रदर्शन मानकों के साथ डिजाइन बिंदु पर Gasturb में उन मानकों के साथ तुलना कर रहे हैं के साथ एच $0 मीटर, एमएक$ 0, डब्ल्यूएफ$ 0.79334 किलो /

पैरामीटर मॉडल गस्तुरब 13 त्रुटि(%)
एन एल (आरपीएम) 15544 15033 3.4
Nh(RPM) 18123 18000 0.68
T4(कश्मीर) 2036 2002 1.7
एफ एन (केएन) 41.23 40.68 1.35
ईपीआर 4.2419 4.2894 1.11

तालिका 3. एकल बाईपास के ऑफ-डिजाइन बिंदु की तुलना। कई प्रमुख प्रदर्शन पैरामीटर की तुलना ऑफ-डिजाइन बिंदु पर एचजेड0 मीटर, एम$0, डब्ल्यूएफ$0.91032 किग्रा/

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Discussion

एक चित्रमय सिमुलेशन वातावरण के आधार पर, एक VCE घटक स्तर मॉडल मॉड्यूलर पदानुक्रमित वास्तुकला और वस्तु उन्मुख मॉडलिंग प्रौद्योगिकी के माध्यम से तेजी से बनाया जा सकता है. यह उपयोगकर्ताओं के लिए एक अनुकूल इंटरफेस प्रदान करता है और यह विश्लेषण और मॉडल19डिजाइन करने के लिए सुविधाजनक है।

इस विधि की मुख्य सीमा मॉडल के निष्पादन दक्षता है. मॉडल स्क्रिप्टिंग भाषा में लिखा है, क्योंकि मॉडल हर बार इसे चलाता है recompiled की जरूरत है। इस प्रकार, निष्पादन दक्षता प्रणाली भाषा के रूप में के रूप में अच्छा नहीं है. इस सीमा को ध्यान में रखते हुए, अगले मुख्य अनुसंधान बिंदु मॉडल के निष्पादन दक्षता में सुधार करने के लिए कैसे है। N-R पुनरावृत्ति के प्रारंभिक मान को मॉडल में सख्ती से विचार किया जाना चाहिए, क्योंकि N-R पुनरावृत्ति केवल विचलन की एक छोटी श्रेणी में अभिसरण है।

प्रोटोकॉल में एक महत्वपूर्ण कदम घटक मानचित्र को सही रूप से प्राप्त करने और interpolate करने के लिए उपयुक्त एल्गोरिथ्म का उपयोग करने के लिए कैसे है। चाहे Gasturb या किसी अन्य मौजूदा इंजन परीक्षण डेटा में, सटीक घटक नक्शे मॉडल और अधिक सही बनाने के लिए उपयोगी होते हैं.

Aeroengine के चित्रमय वस्तु उन्मुख मॉडलिंग में, चाहे वह पूरे इंजन मॉडल वस्तु, घटक मॉडल वस्तु या प्रत्येक घटक के पैरामीटर मॉडल वस्तु है, यह एक स्वतंत्र और encapsulable मॉड्यूल के रूप में बनाया गया है. सभी घटक मॉड्यूल के बीच कनेक्शन मॉडल ढांचे का मुख्य हिस्सा का गठन. प्रत्येक घटक मॉड्यूल के आंतरिक मॉडल डिजाइन सामान्यता के उद्देश्य के लिए है, आसान संशोधन और घटक मॉडल के दृश्य की सुविधाओं पर प्रकाश डाला. इस कागज में प्रस्तुत विधि का उपयोग न केवल वीसीई के लिए बल्कि अन्य गैस टर्बाइनों23के लिए भी किया जा सकता है।

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Disclosures

हमारे पास खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।

Acknowledgments

इस अनुसंधान को केन्द्रीय विश्वविद्यालयों के लिए मौलिक अनुसंधान निधि द्वारा वित्त पोषित किया गया था, अनुदान संख्या -नहीं। NS2018017].

Materials

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

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References

  1. Bin, L., Min, C., Zhili, Z. Steady Performance Investigation on Various Modes of an Adaptive Cycle Aero-Engine [J]. Propulsion Technology. 34 (8), 1009-1015 (2013).
  2. Junchao, Z., Min, C., Hailong, T. Matching mechanism analysis on an adaptive cycle engine. Chinese Journal of Aeronautics. (2), 22 (2017).
  3. Lyu, Y., Tang, H., Chen, M. A study on combined variable geometries regulation of adaptive cycle engine during throttling. Applied Sciences. 6 (12), 374 (2016).
  4. Ruffles, P. C. Aero engines of the future. Aeronautical Journal. 107 (1072), 307-321 (2003).
  5. Johnson, J. Variable cycle engine developments at General Electric 1955-1995. Developments In High-Speed Vehicle Propulsion Systems. , 105-158 (1995).
  6. NASA VCE test bed engine aerodynamic performance characteristics and test results. French, M., Allen, C. The 17th Joint Propulsion Conference in Colorado Springs, CO, , 1594 (1981).
  7. Variable-cycle engines for supersonic cruising aircraft. Willis, E., Welliver, A. The 12th Propulsion Conference in Palo Alto, CA, , 759 (1976).
  8. Allan, R. General Electric Company variable cycle engine technology demonstrator programs. The 15th Joint Propulsion Conference in Las Vegas, NV, , 1311 (1979).
  9. Keith, B. D., Basu, D. K., Stevens, C. Aerodynamic Test Results of Controlled Pressure Ratio Engine (COPE) Dual Spool Air Turbine Rotating Rig. ASME Turbo Expo 2000: Power for Land, Sea, and Air. , American Society of Mechanical Engineers. V001T003A105-V001T003A105 (2000).
  10. US Patent. Johnson, J. E. , 10/719,884 (2005).
  11. Study of an Airbreathing Variable Cycle Engine. Vyvey, P., Bosschaerts, W., Fernandez Villace, V., Paniagua, G. The 47th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit in, San Diego, CA, , 5758 (2011).
  12. LIU, Z., WANG, Z., HUANG, H., Cai, Y. H. Numerical simulation on performance of variable cycle engines. Journal of Aerospace Power. 25 (6), 1310-1315 (2010).
  13. Loftin, L. K. Toward a second-generation supersonic transport. Journal of Aircraft. 11 (1), 3-9 (1974).
  14. Mavris, D. N., Pinon, O. J. Complex Systems Design & Management. , Springer. 1-25 (2012).
  15. Reed, J. A., Follen, G. J., Afjeh, A. A. Improving the aircraft design process using Web-based modeling and simulation. ACM Transactions on Modeling and Computer Simulation (TOMACS). 10 (1), 58-83 (2000).
  16. Koenig, R. W., Fishbach, L. H. GENENG: A Program for calculating design and off-design performance for turbojet and turbofan engines. NASA Technical Note TN. D-6552. , (1972).
  17. Sellers, J. F., Daniele, C. J. DYNGEN: A program for calculating steady-state and transient performance of turbojet and turbofan engines. NASA Technical Note TN. D-7901. , (1975).
  18. Development of an interactive graphical propulsion system simulator. The 30th Joint Propulsion Conference and Exhibit in Indianapolis, IN. Reed, J., Afjeh, A. , (1994).
  19. Chapman, J. W., Lavelle, T. M., May, R., Litt, J. S., Guo, T. H. Propulsion System Simulation Using the Toolbox for the Modeling and Analysis of Thermodynamic Systems (T MATS). 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference 2014, Cleveland, Ohio, , (2014).
  20. Camporeale, S., Fortunato, B., Mastrovito, M. A modular code for real time dynamic simulation of gas turbines in simulink. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 128 (3), 506-517 (2006).
  21. Tsoutsanis, E., Meskin, N. Dynamic performance simulation and control of gas turbines used for hybrid gas/wind energy applications. Applied Thermal Engineering. 147, 122-142 (2019).
  22. Reed, J., Afjeh, A. An extensible object-oriented framework for distributed computational simulation of gas turbine propulsion systems. The 34th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit in Cleveland, OH, , 3565 (1998).
  23. Muir, D. E., Saravanamuttoo, H. I., Marshall, D. Health monitoring of variable geometry gas turbines for the Canadian Navy. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 111 (2), 244-250 (1989).

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Yu, B., Miao, R., Shu, W. A RapidMore

Yu, B., Miao, R., Shu, W. A Rapid Method for Modeling a Variable Cycle Engine. J. Vis. Exp. (150), e59151, doi:10.3791/59151 (2019).

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