申请/专利权人：南京航空航天大学

申请日：2020-03-20

公开（公告）日：2024-02-20

公开（公告）号：CN111523201B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F30/15;G06F30/17;G06F111/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.20#授权;2020.09.04#实质审查的生效;2020.08.11#公开

摘要：本发明公开了一种发动机反推状态下的内外流场耦合迭代计算方法，采用三维彻体力数值计算方法和三维CFD数值模拟方法，针对风扇增压级内部流场、反推力装置流场以及飞机发动机一体化流场进行迭代计算，从而达到准确求解反推状态下，反推气流扰流流场细节的目的。本发明节约了计算资源、减少了计算时间、提高了计算效率，且具有很好的通用性。

主权项：1.一种发动机反推状态下的内外流场耦合迭代计算方法，其特征在于，采用三维彻体力数值计算方法和三维CFD数值模拟方法，针对风扇增压级内部流场、反推力装置流场以及飞机发动机一体化流场进行迭代计算；采用某一工况下每台发动机的进口截面流场参数平均值的均匀进口流场参数或畸变流场作为迭代计算的初始的进口边界条件，所述某一工况为飞机降落滑跑过程中某一个工作状态；所述迭代计算具体包括如下步骤：步骤1、进行第1次迭代计算，即t=1，将均匀进口流场参数或畸变流场参数作为初始的进口边界条件；所述均匀进口流场参数包括：发动机进口截面的总温、总压、气流角度；步骤2、基于进口边界条件和预设的第一特定边界条件，采用双涵道彻体力数值计算方法，对飞机上的每台发动机分别开展风扇增压级全周三维流场数值计算，获得风扇增压级内部流场细节，该内部流场细节包括：风扇外涵出口截面流场参数即反推力装置进口截面流场参数；所述第一特定边界条件包括：出口边界条件、固壁边界条件；出口边界条件包括该工况下的静压；对于固壁边界，给定绝热无滑移条件；首先需提取各排叶片的中弧面，将各中弧面在压气机子午面上的投影作为多级轴流压气机三维计算域的基本单元；然后在周向维度上进一步引入经典的无穷多叶片假设，将子午基本单元沿周向旋转360°形成规整的多级轴流压气机三维计算域；此外，假设不同周向位置、不同叶高的基元叶片流道所关联的流场特性是该流道在相应进口条件下的稳态轴对称特性，同时借助基元叶栅法的思想，采用通流理论中的落后角及损失模型建立叶片力源项与基元流道进口的攻角及马赫数的关联；针对某装配四台大涵道比涡扇发动机的大型飞机开展相关计算，采用三维彻体力程序计算风扇增压级内部流场时，计算域为发动机进气道入口至发动机内涵道增压级出口和外涵道风扇出口，计算时涉及到的边界类型有进、出口边界和固壁边界，在进口边界给定发动机进口截面的总温、总压、对周向气流角及绝对径向气流角相应的分布，初始计算时的进口边界为均匀进口流场参数或畸变流场参数；在出口边界给定相应工况下的静压；对于固壁边界将轮毂及轮缘壁面边界处理为无粘滑移边界；为估算上下端壁附面层对流量的堵塞影响，采用端壁堵塞系数对子午流道半径做经验性修正；针对所建立的模型，通过三维彻体力程序的计算，最终获得风扇外涵出口截面流场参数即反推力装置进口截面的流场参数；步骤3、将每台发动机的反推力装置进口截面流场参数作为该发动机的反推力装置内部流场CFD数值计算的进口边界条件，采用全三维CFD数值模拟方法，针对每台发动机的反推力装置开展三维粘性流场计算，获得每台发动机的反推力装置出口截面流场参数；步骤4、以发动机的反推力装置出口截面流场参数作为一个进口边界条件，采用全三维CFD数值模拟方法开展飞机发动机一体化反推气流扰流流场计算，获得每台发动机的进口截面流场参数；所述进口截面流场参数包括：发动机进口截面的总温、总压、气流角度；步骤5、将本次迭代计算得到的发动机的进口截面流场参数与上一次迭代计算得到的发动机的进口截面流场参数进行比较，判断本次迭代计算得到的发动机的进口截面流场参数是否达到收敛条件，若是，则停止计算；否则，将本次迭代计算得到发动机的进口截面流场参数，作为下次迭代计算的进口边界条件，t+1,并转步骤2。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京航空航天大学 一种发动机反推状态下的内外流场耦合迭代计算方法

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