论文部分内容阅读
航空发动机的研制需要消耗大量的时间以及巨额的成本。伴随着电子计算机科技的发展,航空发动机计算机仿真在整个研发过程中的重要性越来越大。本文运用面向对象的发动机分析与设计方法,在VS2005平台上利用C++语言独立地开发了一款适用于某型双转子涡轴燃气轮机数值仿真的软件,该软件最终能完成该燃机在设计点与非设计点的各部件共同工作匹配。在课题研究之初,对某型双转子涡轴燃气轮机在商用软件ICEM上完整的一套几何数模完成了各部件几何模型的拆分工作,并使用TurboGrid软件完成了各部件网格的划分,最后用CFX软件对核心机各部件(两级压气机、主燃烧室、两级燃气发生器涡轮和动力涡轮)进行了CFD计算,得到了各部件的特性曲线图。在燃气轮机数值仿真软件的编写过程中,首先建立了双转子燃气轮机数值仿真软件系统框架,接着构建了燃机各部件数学模型,并分析研究了各部件模块中气动热力循环计算方法。在双转子燃气轮机整机稳态计算部分的程序创建中,分析了常规的Newton-Raphson迭代方法在整个计算过程中面临的问题,并结合文献中的作者多年研究的有关燃气轮机稳态计算方面的改进方法,对本软件计算部分的程序重新进行了相应的设计,最终发现迭代计算中稳定性加强,迭代速度提高。最后本文又着力于发动机整机与辅助系统在性能匹配方面的研究,引入了燃油系统,研究双转子涡轴燃气轮机整机与该辅助系统在连接截面上的性能参数匹配问题,通过对燃油系统总管各部件在FLOWMASTER软件上的建模、仿真计算,得到燃油系统管路流动特性曲线,使该系统能参与和燃机本体的稳态循环迭代求解计算,并获得了发动机整机与该辅助系统的稳态特性计算结果。