喘振是航空發(fā)動(dòng)機(jī)使用過程中時(shí)常遇到的一種特殊情況,對(duì)民航客機(jī)安全以及整個(gè)航空事業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生巨大威脅。為了使發(fā)動(dòng)機(jī)增壓部件穩(wěn)定工作而不發(fā)生喘振,通常要求增壓部件工作點(diǎn)與喘振邊界之間留有足夠的“距離”,即保留足夠的喘振裕度。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)適航安全要求,需要發(fā)動(dòng)機(jī)在全工作包線內(nèi)都應(yīng)有足夠的喘振裕度,但喘振裕度過大又會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)增壓部件的增壓能力降低。對(duì)于喘振裕度的設(shè)定,就需要全面考慮影響發(fā)動(dòng)機(jī)喘振的各種因素,才能在高性能與喘振裕度之間達(dá)到最佳平衡。因此,本文以航空渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象,開展了渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)喘振影響因素的仿真研究,主要的研究內(nèi)容如下:（1）以PW4056發(fā)動(dòng)機(jī)為建模對(duì)象,利用Matlab/Simulink仿真平臺(tái),以部件特性數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),采用變比熱計(jì)算方法,根據(jù)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的熱力學(xué)原理,建立了該型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的熱力學(xué)模型;然后,在部件模型的基礎(chǔ)之上,根據(jù)部件之間的流量平衡和功率平衡關(guān)系建立了發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)模型,利用牛頓-拉夫遜法進(jìn)行穩(wěn)態(tài)求解,分別將設(shè)計(jì)點(diǎn)處和非設(shè)計(jì)點(diǎn)處的仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了所建穩(wěn)態(tài)模型具有較好的仿真精度和收斂性;最后,根據(jù)容積動(dòng)力學(xué)和轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)建立發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)模型... 

【文章來源】：中國民航大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

發(fā)動(dòng)機(jī)喘振參數(shù)變化曲線

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文12第二章民用大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)建模本章以PW4056發(fā)動(dòng)機(jī)為建模對(duì)象，基于Matlab/Simulink仿真環(huán)境，以部件特性數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用變比熱計(jì)算方法，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)熱力學(xué)原理，建立了民用大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的部件級(jí)穩(wěn)、動(dòng)態(tài)模型。在求解穩(wěn)態(tài)模型時(shí)，采用牛頓-拉夫遜迭代算法；在求解動(dòng)態(tài)模型時(shí)，采用龍格庫塔法和歐拉法。2.1部件級(jí)氣動(dòng)熱力學(xué)模型PW4056發(fā)動(dòng)機(jī)是由美國普拉特·惠特尼公司制造的高涵道比大推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)采用雙轉(zhuǎn)子分開排氣，主要裝備于B767-300、B747-400和A310客機(jī)。主要部件包括進(jìn)氣道、低壓壓氣機(jī)（風(fēng)扇和增壓級(jí)）、高壓壓氣機(jī)、燃燒室、高壓渦輪、低壓渦輪、尾噴管以及內(nèi)外涵道。結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示：圖2-1PW4056發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖下面介紹PW4056發(fā)動(dòng)機(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：風(fēng)扇：單級(jí)軸流式，直徑為2.463m，風(fēng)扇內(nèi)外涵出口截面參數(shù)相差較大，設(shè)計(jì)點(diǎn)涵道比為4.9，風(fēng)扇入口設(shè)有導(dǎo)流葉片。增壓級(jí)：四級(jí)軸流式，增壓級(jí)壓比約為1.5，風(fēng)扇和增壓級(jí)由低壓渦輪帶動(dòng)，最大轉(zhuǎn)速為4012r/min。

由于發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作過程是多變量、非線性的，很難建立與其完全符合的數(shù)學(xué)模型，故需作一定的假設(shè)。本文建模假設(shè)如下[65-67]： （1）不考慮雷諾數(shù)、熱慣性、燃燒延遲等對(duì)部件的影響； （2）發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部和各截面的氣體參數(shù)按一維流動(dòng)處理； 進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)建模時(shí)，所需的各部件特性數(shù)據(jù)，選用 GSP11 中雙軸、分開排氣大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通用特性數(shù)據(jù)，然后按照文獻(xiàn)[68]的方法采用比例因子進(jìn)行縮放，從而得到適用于該型發(fā)動(dòng)機(jī)的部件特性。如圖 2-2 至圖 2-7。圖 2-8 給出了發(fā)動(dòng)機(jī)各部件站位。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3578506