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变几何涡轮对变循环发动机性能的影响
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作者 李瑞军 郝旺 +1 位作者 谢业平 张付震 《航空发动机》 北大核心 2026年第1期145-153,共9页
为深入剖析变几何涡轮对变循环发动机性能的影响,构建了双外涵变循环发动机的整机性能模型,并提出2种变几何涡轮特性建模方法。以双外涵模式亚声速巡航工况作为设计点,详细探究了变几何高压涡轮、低压涡轮单独调节及组合调节时,对变循... 为深入剖析变几何涡轮对变循环发动机性能的影响,构建了双外涵变循环发动机的整机性能模型,并提出2种变几何涡轮特性建模方法。以双外涵模式亚声速巡航工况作为设计点,详细探究了变几何高压涡轮、低压涡轮单独调节及组合调节时,对变循环发动机在地面起飞、超声速巡航和亚声速巡航状态下性能的影响。结果表明:在单外涵模式下,当低压涡轮喉部面积增大20%时,地面起飞推力和超声速巡航推力分别增大约2%和6%;若高压涡轮喉部面积增大20%,地面起飞推力将小幅减小,降幅约为0.3%,而超声速巡航推力增大约2%;低压涡轮导向器面积的最小值以及高压涡轮导向器面积的最大值均受风扇裕度的限制;在双外涵模式下,相较于常规涡扇发动机,变循环发动机在亚声速巡航状态下的耗油率优势约为8%~9%。其中,变几何低压涡轮是变循环发动机中不可或缺的可调部件,而高压涡轮是否具备可调节性对耗油率的影响相对较小。 展开更多
关键词 变几何涡轮 发动机性能 单外涵 双外涵 变循环发动机
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双变循环发动机变几何分流环的设计及气动特性研究
2
作者 张朝勃 苗慧慧 +1 位作者 刘金鑫 陈雪峰 《推进技术》 北大核心 2025年第5期33-43,共11页
为研究双变循环发动机分流段的气动特性,设计了双扇叶型变几何分流环机构,针对双变循环发动机的Ma0.8,Ma2.35以及Ma4.0三种典型工况优化了所设计的变几何分流环型线,通过数值计算研究了各工况下不同分流环型线时各分流段流场。当工作在... 为研究双变循环发动机分流段的气动特性,设计了双扇叶型变几何分流环机构,针对双变循环发动机的Ma0.8,Ma2.35以及Ma4.0三种典型工况优化了所设计的变几何分流环型线,通过数值计算研究了各工况下不同分流环型线时各分流段流场。当工作在涡扇模式分流环角度为11.6°时,壁面曲率半径从前缘端部至尾部逐渐增大的分流环前缘型线可以有效削弱气流绕前缘壁面的法向压力梯度及涵道内的轴向逆压梯度,减小附面层厚度,抑制气流分离。当工作在涡喷模式分流环角度为-31.8°时,分流环下壁面为二次曲线型的凸曲面,且喉道面积较小时可以提高气流动能,抵消逆压梯度,缩小分离区面积,减小总压损失;进一步研究发现喉道面积并非越小越好,更小的喉道面积会导致更大的逆压梯度而加重气流分离程度。 展开更多
关键词 双变循环发动机 变几何分流环 涵道比 型线设计 气动特性
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基于无模型自适应控制的ACE推力保持方法
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作者 张玉竺 周鑫 +4 位作者 陈文娟 刘鹏飞 陈前景 黄金泉 鲁峰 《航空动力学报》 北大核心 2025年第11期449-465,共17页
自适应循环发动机(ACE)具有很强的非线性特征,参数之间耦合严重,难以建立高精度的数学模型。无模型自适应控制(MFAC)算法无需被控对象的精确模型,仅通过对其输入/输出(I/O)数据进行动态线性化就可以实现控制器的设计,计算负担小且鲁棒... 自适应循环发动机(ACE)具有很强的非线性特征,参数之间耦合严重,难以建立高精度的数学模型。无模型自适应控制(MFAC)算法无需被控对象的精确模型,仅通过对其输入/输出(I/O)数据进行动态线性化就可以实现控制器的设计,计算负担小且鲁棒性较强。以某型自适应循环发动机为研究对象,设计了针对ACE单一模式的多变量无模型自适应控制策略,并通过引入积分环节,减小被控制量的响应波动并改善其动态性能。针对ACE的推力保持控制问题,分别采用人工蜂群(ABC)优化算法和PID-线性规划(PID-LP)综合优化算法设计外环指令修正回路,搭建双环多变量控制系统,以在实现发动机推力保持的同时,控制涡轮温度和压气机喘振裕度不超过限制边界。基于本文所设计的控制结构及策略,面向工程应用开展了硬件在回路仿真试验。仿真结果表明:本文提出的基于改进的MFAC双环推力控制结构能够使发动机获得良好的稳态和动态控制性能,被控制量的波动量均小于2%,且在气路部件性能退化条件下能实现安全限制范围内的推力保持,从而更好地发挥发动机的性能,延长发动机使用寿命,具有工程应用价值。 展开更多
关键词 自适应循环发动机 无模型自适应控制 推力保持 优化控制 多变量控制
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涡轴发动机几何参数-部件-整机性能建模及其应用
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作者 李泽琪 席龙 +2 位作者 邓浩民 周文祥 孙思琦 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期681-692,共12页
针对国产涡轴发动机批产过程中整机性能分散性问题,提出了一种结合制造几何参数、部件性能、整机性能3个维度的模型建立方法。首先,调研获取了200台新机重要部件制造几何参数与出厂性能参数,通过Spearman相关系数法筛选出发动机重要部... 针对国产涡轴发动机批产过程中整机性能分散性问题,提出了一种结合制造几何参数、部件性能、整机性能3个维度的模型建立方法。首先,调研获取了200台新机重要部件制造几何参数与出厂性能参数,通过Spearman相关系数法筛选出发动机重要部件关键制造几何参数。其次,基于发动机新机出厂性能参数和部件级模型,利用部件特性修正因子对发动机部件特性图进行修正,基于粒子群优化支持向量回归(Particle swarm optimized support vector regression,PSO-SVR)方法建立了发动机重要部件关键制造几何参数与部件特性修正因子的对应关系。最后,建立发动机重要部件关键制造几何参数-部件性能-整机性能模型。验证结果表明,模型在25%额定功率状态下整机性能预测误差不超过5%,在50%、75%、95%、100%、105%额定功率状态下整机性能预测误差不超过3%。该模型能够仿真发动机重要部件关键制造几何参数对整机性能分散性的影响,可以在发动机未试车前进行整机性能预测。 展开更多
关键词 分散性 几何参数 修正因子 逆流路法 支持向量回归 涡轴发动机
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高通流双变循环发动机机载复合模型建模技术
5
作者 郭浩南 张煜华 于兵 《海军航空大学学报》 2025年第5期658-668,共11页
机载模型是对航空发动机先进控制及健康诊断等必备的功能模块。针对高通流双变循环发动机结构复杂、模式多变的特点,提出了一种具备动静态特征且兼顾模型精度和运行速度的机载复合模型建模方法。模型采用Kriging模型、推进系统矩阵(Prop... 机载模型是对航空发动机先进控制及健康诊断等必备的功能模块。针对高通流双变循环发动机结构复杂、模式多变的特点,提出了一种具备动静态特征且兼顾模型精度和运行速度的机载复合模型建模方法。模型采用Kriging模型、推进系统矩阵(Propulsion System Matrix,PSM)和状态空间方程的复合结构,其中,Kriging模型用于拟合部件级模型的强非线性特征,PSM用来提升稳态模型的实时性,状态空间方程用以拟合模型动态特征。仿真对比表明,机载复合模型与部件级模型的稳态误差小于1%,动态误差小于5%。 展开更多
关键词 KRIGING 推进系统矩阵 状态空间 机载模型
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双外涵变循环发动机可变几何特性研究 被引量:28
6
作者 周红 王占学 +2 位作者 刘增文 张晓博 高翔 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2126-2135,共10页
建立了双外涵变循环发动机(VCE)总体性能数学模型,实现了变循环发动机与进气道进口流量匹配、双参数控制规律、可变几何部件性能模拟。依据单/双涵道模式、最大推力/最小耗油率模式、是/否开加力选取了起飞、亚声速巡航、超声速巡航、... 建立了双外涵变循环发动机(VCE)总体性能数学模型,实现了变循环发动机与进气道进口流量匹配、双参数控制规律、可变几何部件性能模拟。依据单/双涵道模式、最大推力/最小耗油率模式、是/否开加力选取了起飞、亚声速巡航、超声速巡航、加速爬升4个典型航段,分析了变循环发动机10个几何可调节变量在不同飞行条件下的控制规律及其对发动机安装性能和稳定性的影响。结果表明,相比于几何不可调节变循环发动机,几何可调节的变循环发动机在亚声速和超声速巡航阶段的安装耗油率可分别降低3%和30%,加速爬升阶段的安装推力可增加42%,并且保证发动机均能具有足够的喘振裕度。 展开更多
关键词 变循环发动机 可变几何 控制规律 流量匹配 安装性能 稳定性
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变循环发动机稳态控制规律设计的新方法 被引量:19
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作者 陈玉春 贾琳渊 +1 位作者 任成 周超 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2262-2270,共9页
变循环发动机(VCE)具有较多的可调参数,为了进行变循环发动机的多变量稳态控制规律优化设计,提出了用于变循环发动机稳态控制规律优化设计的一种新方法-逆算法。该方法基于敏感性系数矩阵,采用可调参数替换传统部件级性能计算模型中的... 变循环发动机(VCE)具有较多的可调参数,为了进行变循环发动机的多变量稳态控制规律优化设计,提出了用于变循环发动机稳态控制规律优化设计的一种新方法-逆算法。该方法基于敏感性系数矩阵,采用可调参数替换传统部件级性能计算模型中的独立变量,在给定变循环发动机主要状态参数和部件参数的条件下,实现了可调参数的求解,进一步完成发动机稳态控制规律的优化设计。对比表明,逆算法的计算精度和收敛速度与传统算法一致,收敛性得到了改善。对带有核心机驱动风扇(CDFS)的双外涵变循环发动机亚声速巡航的节流状态控制规律优化后,使得巡航推力下的安装耗油率比定几何的双外涵和单外涵发动机分别下降7.8%和16.4%,而地面安装耗油率最大降低约3.4%。结果表明,逆算法是变循环发动机稳态控制规律优化设计的一种有效途径。 展开更多
关键词 逆算法 核心机驱动风扇 变循环发动机 稳态控制规律
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变几何参数对变循环发动机过渡态性能的影响分析 被引量:13
8
作者 贾琳渊 陈玉春 +2 位作者 谭甜 李美金 谷彬 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1681-1691,共11页
为了研究变几何参数对变循环发动机(Variable Cycle Engines,VCE)过渡态性能的影响,对功率提取法(Virtual Power Extraction Method,VPEM)进行了总结与发展,并以双轴混排涡扇发动机的VPEM模型为工具,研究了尾喷管喉部面积和涡轮导向器... 为了研究变几何参数对变循环发动机(Variable Cycle Engines,VCE)过渡态性能的影响,对功率提取法(Virtual Power Extraction Method,VPEM)进行了总结与发展,并以双轴混排涡扇发动机的VPEM模型为工具,研究了尾喷管喉部面积和涡轮导向器喉部面积对双轴混排涡扇发动机过渡态性能的影响,建立了应用于双外涵VCE的VPEM模型,并以此为工具研究了高低压涡轮导向器喉部面积、尾喷管喉部面积和后可变面积涵道引射器面积对VCE过渡态性能的影响。结果表明,变几何参数对涡扇发动机和VCE过渡态性能的影响规律一致,尾喷管喉部面积和高低压涡轮导向器喉部面积增加5%带来高压转子的功率变化分别为1.9%,6%和3.5%,低压转子功率变化分别为-3%,22%和-7%,RVABI面积对过渡态性能的影响并不显著。 展开更多
关键词 功率提取法 变循环发动机 过渡态性能 变几何参数 双轴混排涡扇发动机
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变循环发动机过渡态性能直接模拟方法 被引量:9
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作者 贾琳渊 陈玉春 +2 位作者 程荣辉 宋可染 谭甜 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期52-64,共13页
为了实现多变量可调的变循环发动机(VCE)过渡态性能模拟和控制规律设计,在稳态逆算法和过渡态性能隐式格式计算方法的基础上开发了变循环发动机过渡态直接模拟方法。在稳态逆算法模型中加入容积效应和转子动力学方程,实现了同时给定加... 为了实现多变量可调的变循环发动机(VCE)过渡态性能模拟和控制规律设计,在稳态逆算法和过渡态性能隐式格式计算方法的基础上开发了变循环发动机过渡态直接模拟方法。在稳态逆算法模型中加入容积效应和转子动力学方程,实现了同时给定加速率、涡轮前温度和压缩部件工作点的条件下直接模拟计算过渡态过程中变几何参数和燃油流量的调节规律,验证了方法的精度和可行性,并将该方法用于变循环发动机转模态性能模拟和控制规律设计。计算结果表明,过渡态直接模拟方法的误差在0.58%以内,超声速巡航状态下由单外涵模态转换到双外涵模态的时间约为1s,海平面静止状态下双外涵转单外涵的时间约为3s,且推力、转速、涡轮前温度、喘振裕度等参数过渡平稳。该方法可简化转模态控制规律设计流程,并提高设计精度。 展开更多
关键词 变循环发动机 过渡态 性能模拟 逆算法 直接模拟方法 控制规律
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自适应变循环发动机剩余稳定裕度扩展方法
10
作者 赵博文 施磊 +1 位作者 李瑞军 周玉昭 《沈阳航空航天大学学报》 2025年第3期27-35,共9页
针对自适应变循环发动机剩余稳定裕度扩展控制需求,以某构型自适应变循环发动机为研究对象,采用基本效应敏感性分析法,分析了地面状态、亚巡状态、超巡状态3种发动机典型工作状态下几何调节对稳定裕度的影响,筛选出了自适应变循环发动... 针对自适应变循环发动机剩余稳定裕度扩展控制需求,以某构型自适应变循环发动机为研究对象,采用基本效应敏感性分析法,分析了地面状态、亚巡状态、超巡状态3种发动机典型工作状态下几何调节对稳定裕度的影响,筛选出了自适应变循环发动机压缩系统稳定裕度不足时需优先调节的可调机构,形成了针对该构型自适应变循环发动机的几何调节稳定裕度扩展规律并在典型工作状态下得到验证。结果表明,调节外喷管喉部面积是扩展前风扇稳定裕度的有效手段;调节喷管喉部面积和后涵道引射器面积是扩展后风扇稳定裕度的有效手段;调节压气机导流叶片角是扩展压气机稳定裕度的有效手段。在典型工作状态下利用所建立的几何调节稳定裕度扩展规律进行调节,各压缩部件稳定裕度绝对误差均小于0.5%,可见规律适用良好。 展开更多
关键词 自适应变循环发动机 几何调节 稳定裕度 扩展规律 压缩系统
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变循环发动机双涵道模式下变几何控制探索 被引量:1
11
作者 骆广琦 管磊 +2 位作者 曾剑臣 吴涛 胡砷纛 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1133-1139,共7页
为了实现变循环发动机的性能优化,利用混合优化算法寻找最优的几何控制变量来实现变循环发动机的性能提升。在节流优化过程中,采用了单独减小高压转子转速和协同调节高低压转子转速两种控制方案,并计算了巡航状态时在这两种控制方案下... 为了实现变循环发动机的性能优化,利用混合优化算法寻找最优的几何控制变量来实现变循环发动机的性能提升。在节流优化过程中,采用了单独减小高压转子转速和协同调节高低压转子转速两种控制方案,并计算了巡航状态时在这两种控制方案下发动机由最大推力到50%最大推力的节流过程中,发动机性能参数和工作参数的变化。计算结果表明:在高度为11km、马赫数为0.9条件下,保持进口流量不变,在50%最大推力时协同调节方案相比单一调节方案,发动机的耗油率下降了5.997%,另一个巡航状态(高度为9km,马赫数为0.8)下也有相似的结果。这表明采用高低压转速协同控制能对发动机进行更有效的控制,进一步改善了发动机的巡航性能。 展开更多
关键词 变循环发动机 混合优化算法 双转速控制 变几何控制
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带有可调导叶的径流涡轮气动特性的研究 被引量:5
12
作者 陈榴 戴韧 +2 位作者 陈康民 裴伟 张继忠 《燃气轮机技术》 2011年第1期35-39,共5页
采用数值模拟的方法对单级径向涡轮在导向叶栅的不同开度、不同工况下的全流场进行了三维模拟分析。研究表明,可调导叶对涡轮性能的影响是叶栅收敛度、气流冲角与出气角的综合影响。在综合考虑了导叶损失以及叶轮损失的基础上,提出了变... 采用数值模拟的方法对单级径向涡轮在导向叶栅的不同开度、不同工况下的全流场进行了三维模拟分析。研究表明,可调导叶对涡轮性能的影响是叶栅收敛度、气流冲角与出气角的综合影响。在综合考虑了导叶损失以及叶轮损失的基础上,提出了变几何径向涡轮随速比变化的调节方案。 展开更多
关键词 可调导叶 径向涡轮 速比 涡轮级效率
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变循环发动机模型参考自适应滑模控制方法研究 被引量:12
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作者 肖红亮 李华聪 +2 位作者 李嘉 符江锋 彭凯 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期824-830,共7页
针对变循环航空发动机存在系统不确定性及外部干扰条件下的多变量输出量跟踪控制器设计问题,给出了一种基于LQR方法的增广模型参考自适应滑模控制方法。首先,将模型进行增广,并通过采用最优LQR方法设计参考模型,向控制器提供参考状态。... 针对变循环航空发动机存在系统不确定性及外部干扰条件下的多变量输出量跟踪控制器设计问题,给出了一种基于LQR方法的增广模型参考自适应滑模控制方法。首先,将模型进行增广,并通过采用最优LQR方法设计参考模型,向控制器提供参考状态。然后,在状态跟踪滑模控制方法的基础上基于李亚普诺夫函数严格稳定条件推导了系统摄动矩阵上界估计和外部干扰上界估计的自适应律。最后,控制器在不确定性和外部干扰条件下,实现系统跟踪误差渐近为零的目标。以一种带CDFS的双外涵变循环发动机为对象进行控制器仿真验证,结果表明:基于LQR方法的增广模型参考自适应滑模控制方法可解决传统滑模控制方法中需要预先指定参考状态的问题,同时改善了变循环发动机系统不确定性和外部干扰条件下的控制效果,有效实现了对控制指令的跟踪,达到了以下控制效果:不同工况下的稳态控制误差均小于0.1%,系统超调量小于0.5%,调节时间小于1 s,均符合发动机控制系统技术要求。 展开更多
关键词 变循环航空发动机 多变量控制 不确定性 模型参考 自适应滑模控制 控制器 李雅普诺夫函数
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可变面积涵道引射器对变循环发动机性能影响 被引量:16
14
作者 周红 王占学 +1 位作者 刘增文 张明阳 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2842-2850,共9页
分析了变循环发动机前、后涵道引射器的几何调节方式,建立了变循环发动机稳态及过渡态数学模型,并考虑了前涵道引射器和模态选择阀门由于面积突变引起的局部总压损失,模拟了变循环发动机单外涵模式、双外涵模式及模态转换过渡态过程中,... 分析了变循环发动机前、后涵道引射器的几何调节方式,建立了变循环发动机稳态及过渡态数学模型,并考虑了前涵道引射器和模态选择阀门由于面积突变引起的局部总压损失,模拟了变循环发动机单外涵模式、双外涵模式及模态转换过渡态过程中,前、后涵道引射器面积对发动机性能和稳定性的影响,并与NASA试验数据进行了对比.结果表明:单外涵模式,放大前涵道引射器内涵进口面积会减小变循环发动机的回流裕度,但可增大风扇和核心驱动风扇级的喘振裕度;在由单外涵模式过渡至双外涵模式的模态转换后期,减小后涵道引射器外涵进口面积可减缓风扇压比的下降;建议前涵道引射器选择总面积保持不变而内涵进口面积改变,后涵道引射器选择内涵进口面积保持不变而外涵进口面积改变的调节方式. 展开更多
关键词 变循环发动机 涵道引射器 可变几何 局部总压损失 模态转换
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变循环发动机模态转换的几何调节规律 被引量:13
15
作者 周红 王占学 +1 位作者 张晓博 张明阳 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2160-2166,共7页
考虑了变循环发动机转子惯性效应和部件容积效应,分析了模态选择阀门面积、核心驱动风扇级导叶角度、低压涡轮导向器面积、喷管喉部面积等几何参数及其不同组合调节方式对变循环发动机模态转换过程的影响,并与实验数据进行了对比.结果表... 考虑了变循环发动机转子惯性效应和部件容积效应,分析了模态选择阀门面积、核心驱动风扇级导叶角度、低压涡轮导向器面积、喷管喉部面积等几何参数及其不同组合调节方式对变循环发动机模态转换过程的影响,并与实验数据进行了对比.结果表明:所建立的数学模型能正确反映变循环发动机在模态转换过程中参数的变化规律.为确保转换过程的顺利进行,在放大(关小)模态选择阀门面积时,应关小(放大)核心驱动风扇级导叶角度.低压涡轮导向器面积和喷管喉部面积的调节可使得转换过程中参数的变化更加平稳. 展开更多
关键词 变循环发动机 模态转换 几何调节规律 模态选择阀门 核心驱动风扇级导叶角度
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基于QPSO混合算法的变循环发动机建模方法 被引量:11
16
作者 肖红亮 李华聪 +2 位作者 李嘉 王淑红 彭凯 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期305-315,共11页
针对变循环发动机非线性部件模型共同工作方程组求解时初值选取对收敛速度和精度的影响问题,提出一种基于量子粒子群优化(QPSO)算法与Broyden拟牛顿法混合的求解思路。首先,对变循环发动机(VCE)进行变几何特性分析以及反向传播(BP)神经... 针对变循环发动机非线性部件模型共同工作方程组求解时初值选取对收敛速度和精度的影响问题,提出一种基于量子粒子群优化(QPSO)算法与Broyden拟牛顿法混合的求解思路。首先,对变循环发动机(VCE)进行变几何特性分析以及反向传播(BP)神经网络下的外涵道稳态特性分析基础上,建立反映变几何特性以及模式切换等全状态部件模型。其次,以该模型性能计算为基准,提出了一种基于QPSO的Broyden拟牛顿混合算法来达到发动机共同工作平衡要求,通过发散系数实现混合算法的切换,以改善单一Broyden拟牛顿法对初值选取的依赖性同时提高QPSO算法的求解效率。通过高阶非线性方程组的仿真验证了算法的有效性、求解效率以及精度。最后,进行VCE部件模型稳态、动态仿真计算,结果表明:与Gas Turb性能计算结果对比可以看出发动机速度特性、高度特性等变化趋势与Gas Turb基本一致,且误差均小于2%;基于QPSO的Broyden拟牛顿混合算法可有效快速地完成VCE部件模型的求解;所建VCE部件模型能够有效实现该新型发动机的性能模拟分析。 展开更多
关键词 变循环发动机(VCE) 变几何特性 外涵道 非线性方程组求解 量子粒子群优化(QPSO) Broyden拟牛顿法
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变循环发动机自适应无迹卡尔曼滤波器设计 被引量:6
17
作者 肖红亮 彭凯 +3 位作者 王占胜 符江锋 陈昊 闫波 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期307-314,共8页
针对变循环发动机健康参数估计问题,设计了一种自适应无迹卡尔曼滤波器。该算法通过最大化后验密度函数来建立过程噪声协方差和测量噪声协方差的自适应更新方程,以改善传统无迹卡尔曼滤波器设计中先验参数需要根据经验来设置,进而导致... 针对变循环发动机健康参数估计问题,设计了一种自适应无迹卡尔曼滤波器。该算法通过最大化后验密度函数来建立过程噪声协方差和测量噪声协方差的自适应更新方程,以改善传统无迹卡尔曼滤波器设计中先验参数需要根据经验来设置,进而导致滤波器性能受人为因素影响较大的问题。以带核心机驱动风扇级的变循环发动机为对象,进行了不可测参数估计仿真试验,对所设计的自适应无迹卡尔曼滤波器算法进行了仿真对比验证。结果表明:在单参数退化条件下,健康参数平均估计误差不大于2%;多参数退化条件下,健康参数平均估计误差不大于1.8%;该算法性能优于增广卡尔曼滤波器、传统无迹卡尔曼滤波器,相较于传统无迹卡尔曼滤波器性能提升9.5%。 展开更多
关键词 变循环发动机 参数估计 卡尔曼滤波器 自适应无迹卡尔曼滤波器 概率密度函数
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涡扇发动机加减速特性显式与隐式计算方法 被引量:8
18
作者 宋可染 陈玉春 +2 位作者 贾琳渊 卜贤坤 谭甜 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2169-2176,共8页
为了探索一种便于进行涡扇发动机过渡态控制规律设计的性能计算模型,提出了基于部件法的涡扇发动机加减速的显式格式和隐式格式计算方法,该方法通过在发动机计算模型中直接给定喘振裕度限制值、燃烧室油气比限制值和涡轮进口总温的限制... 为了探索一种便于进行涡扇发动机过渡态控制规律设计的性能计算模型,提出了基于部件法的涡扇发动机加减速的显式格式和隐式格式计算方法,该方法通过在发动机计算模型中直接给定喘振裕度限制值、燃烧室油气比限制值和涡轮进口总温的限制值,计算出最优的加减速特性,进而获得发动机的最优加减速控制规律。计算模型针对不同的给定值,选择了不同的燃烧室容积效应模型。证明了对一般的涡扇发动机,隐式格式计算模型中,给定压气机喘振裕度算法的解是唯一的。以某涡扇发动机在地面的加减速过程为例,按最优加减速控制规律计算,显式格式算法和隐式格式算法的结果误差<1.3%。对给定高压转子转速加速率的加速特性也进行了验算,计算结果与最优加速过程的结果误差<1.7%。本文提出的加减速特性计算方法可为涡扇发动机的过渡态开环和闭环控制规律设计提供便捷的手段。 展开更多
关键词 涡扇发动机 过渡态特性 显式格式 隐式格式 加速率控制
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基于梯度法和最大熵方法的变循环发动机加速控制规律设计 被引量:5
19
作者 宋可染 陈玉春 +1 位作者 贾琳渊 谭甜 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期50-58,共9页
为了解决变循环发动机(VCE)加减速控制规律设计问题,提出了一种基于梯度法和最大熵方法的VCE加速控制规律优化设计方法。通过求加速时间对几何变量的导数确定几何变量调整的方向和步长,逐步得出加速过程的几何调节规律。计算VCE加速过程... 为了解决变循环发动机(VCE)加减速控制规律设计问题,提出了一种基于梯度法和最大熵方法的VCE加速控制规律优化设计方法。通过求加速时间对几何变量的导数确定几何变量调整的方向和步长,逐步得出加速过程的几何调节规律。计算VCE加速过程时,采用过渡态直接模拟方法保证发动机的喘振裕度、燃烧室油气比和涡轮进口总温均满足约束条件。在优化过程中,采用最大熵方法,令几何调节规律的熵值保持在较大的值,优化出的几何调节规律相对于只考虑时间梯度的结果更为合理,震荡幅度更小,更便于实际调节。计算结果表明,经过约15次优化,加速时间可以从6.2s缩短到4.1s,且优化出的几何调节规律更平稳。对优化的控制规律进行分段线性化,转速误差最大为1.4%,推力误差最大为1.8%,可以用于工程实践。本文提出的方法能够实现VCE加速过程几何调节规律优化设计。 展开更多
关键词 变循环发动机 过渡态 梯度法 最大熵方法 几何调节规律
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变几何涡轮流动机制及气动性能数值模拟研究 被引量:8
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作者 李天禄 乔渭阳 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第35期9602-9607,共6页
使用CFD软件对某发动机高低压涡轮,通过调节高压涡轮导叶安装角度改变喉道面积,对安装角变化前后涡轮的性能及其流场的变化进行了数值模拟。详细分析了当高压涡轮导叶几何可调时,高、低压涡轮等熵效率、进口流量、反力度、出口总压损失... 使用CFD软件对某发动机高低压涡轮,通过调节高压涡轮导叶安装角度改变喉道面积,对安装角变化前后涡轮的性能及其流场的变化进行了数值模拟。详细分析了当高压涡轮导叶几何可调时,高、低压涡轮等熵效率、进口流量、反力度、出口总压损失系数、进出口气流角的变化规律。结果表明,通过调节高压涡轮导叶安装角,可有效控制涡轮进口流量,有效调节焓降在级间的分配。高压涡轮导叶打开或关闭,打开5°时效率有一定的提高,关闭时效率下降十分严重。高压涡轮导叶可调将对低压涡轮性能和流场造成一定的影响。 展开更多
关键词 可调导叶 数值模拟 喉道面积 变循环发动机 变几何涡轮
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