申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

申请日：2023-09-11

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN117216900B

主分类号：G06F30/17

分类号：G06F30/17;G06F30/20;G06F119/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2023.12.29#实质审查的生效;2023.12.12#公开

摘要：本发明公开了一种基于IRC方法的液氧煤油发动机燃烧室建模方法，包括：S1、在草图界面选择基本元件，并进行连接；S2、在子模型界面选择元件的子模型，并将所有元件进行封装成超元件，计算插值表；S3、设置元件的参数，设置初始变量，并导入插值表；S4、设置仿真步长和仿真时间，最终得到仿真结算结果。本发明可以通过基础元件进行连接构成超元件，实现模块化，通用性好，操作方便的液氧煤油火箭发动机建模，便于工程实现。

主权项：1.一种基于IRC方法的液氧煤油发动机燃烧室建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在草图界面选择基本元件，并进行连接；S2、在子模型界面选择元件的子模型，并将所有元件进行封装成超元件，计算插值表；S3、设置元件的参数，设置初始变量，并导入插值表；S4、设置仿真步长和仿真时间，最终得到仿真结算结果；所述步骤S1是基于AMESim平台，采用固定延迟的零维燃烧室模型，在草图界面中依次从信号、控制库，两相流库，混合气库和热流库中选择出基本元件；所述步骤S2具体为：在子模型界面选择未定义的元件的子模型，并将整个连接起来的模型进行封装，建立一个超元件；在超元件的编辑界面，对超元件的图标和接口进行调整与设置，并保存；通过CEA软件，选择计算种类为火箭，设置压力范围、氧化剂和燃料、混合比、出口条件，计算所需压力、混合比以及扩张比条件下的燃烧产物的种类和比例，得到燃烧室的插值表；所述步骤S3具体为：进入参数设置界面，依次设置插值表参数，将超出插值表的部分忽略，并将插值的类型设置为连续三次方插值；设置变量控制元件的上下限值使得到的参数在合理的范围内；设置混合气体腔元件，混合气介质号与定义的混合气介质号保持一致，包含的物质与定义的气体介质种类数保持一致；设置自定义函数模块，控制系统的启动，确保在没有进行点火的情况下，压力和温度与环境温度、压力一致；设置环境温度和压力以使仿真从零开始；所述步骤S4具体为：进入仿真界面，自动创建所搭建系统的仿真程序，设置仿真参数，在仿真设置中，结束时间按所需时间进行设置，最小间隔按所需精度进行选择，点击进行仿真，模型开始求解，经过AMESim中自带的求解器计算得到仿真结果；所述IRC方法中的C单元的动力学方程为： 式中，V为容腔体积，为各边界面质量流量，ρ为工质密度，α,β分别为等压膨胀系数和等温体积模量，为单位时间热交换量，焓流量，Cp为定压比热，T为温度；IR单元质量流量和焓流量的动力学模型表示为： 式中，A为管道单元流通截面积，L为管道单元特征长度，pup,pdown分别为管道进口和出口压力，Δpff为摩擦存在导致的管路压降，hup表示入口条件下的比焓；燃烧室中混合气质量守恒方程为： 式中，为氧化剂质量流量，为燃料质量流量，为燃烧室出口质量流量，τ为时滞参数，Vc为燃气发生器体积；根据理想气体状态方程，混合比表示为： 式中，dmo为氧化剂质量流量，dmf为燃料质量流量；通过相关热力计算软件RPA或CEA，得到气体的热值RT：RT＝RTK,Pc作为混合气体腔，腔室压力的动态方程为：

全文数据：

权利要求：

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