涡轴发动机模型修正技术研究

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1、中图分类号：V233.7论文编号：102870215-S099学科分类号：082502硕士学位论文涡轴发动机模型修正技术研究研究生姓名张淏源学科、专业航空宇航推进理论与工程研究方向航空发动机建模与仿真指导教师周文祥副教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二〇一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergy&PowerEngineeringResearchonModelingCorrec

2、tionforTurboshaftEngineAThesisinAerospacePropulsionTheoryandEngineeringByZhangHaoyuanAdvisedbyAssociateProfessorZhouWenxiangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch，2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果

3、。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要模型精度是衡量一套模型价值的关键技术指标，提高模型精度一直是航空发动机建模与仿真领域的重点和难点问题。本文以某型涡轴发动机为对象开展了

4、模型修正技术的研究工作。首先，采用变比热法建立了某型涡轴发动机部件级数学模型。在稳态模型基础上，分别采用遗传算法和免疫粒子群算法对引气比例、总压恢复系数和各部件特性进行了修正，修正结果表明，遗传算法和免疫粒子群算法均能实现对涡轴发动机模型的有效修正，但是在相同进化代数内，后者能够更进一步降低模型误差，而且其编码方式更加简单，易于工程操作。其次，采用免疫粒子群算法开展修正模型具体工作。修正设计点时，在原有待优化参数中加入涡轮出口冷气参与做功的质量比例，实现了设计点的精确匹配；修正非设计点时，通过仿真分析了

5、涡轴发动机压气机、燃气涡轮、动力涡轮部件特性的特征和稳态共同工作线在部件特性图上的分布规律，提出了非设计点处修正部件特性的策略。最后，提出了修正部件特性图的具体方法:对压气机特性图，采用“下赶法”依据相对换算转速从高到低的顺序进行修正；对动力涡轮特性图“平缓”区域，仅依据设计点处部件特性修正系数对动力涡轮特性图进行一次整体平移，对动力涡轮特性图“爬坡”区域，根据动力涡轮部件特性修正系数按压比从高到低的顺序改变“爬坡”区域坡度。通过对多个工作点的修正，得到了每个工作点修正后高精度的部件特性图，验证了本文采

6、用的涡轴发动机部件特性图修正方法是可行的。关键词：涡轴发动机，模型修正，遗传算法，免疫粒子群算法，部件特性I涡轴发动机模型修正技术研究ABSTRACTTheaccuracyofmodelisakeytechnicalindex.Improvingtheaccuracyofaero-enginemodelhasalwaysbeentheemphasiswhichisdifficultyinthemodelingarea.Modelcorrectingmethodforturboshaftengineiss

7、tudiedinthisthesis.Firstly,anonlinearComponent-LevelPerformancemodeloftheturboshaftenginewasbuiltup.UsinggeneticalgorithmandPSO-Immunealgorithmindependently,thecharacteristiccorrectioncoefficientsofeverycomponent,theair-entrainingcorrectioncoefficientsan

8、dpressurerecoverycorrectioncoefficientswereoptimizedbasedonthesteadystatemodel.ItwasfoundthatbothgeneticalgorithmandPSO-Immunealgorithmhadgoodeffectoncorrectingthemodelofturboshaftengine.However,thelattercouldfurtherreduce