[发明专利]多级压气机特性线获取方法和装置

说明书

本公开提供一种多级压气机特性线获取方法和装置。多级压气机特性线获取方法包括：将多级压气机进行区块划分，其中相邻两个区块部分重叠；利用每个区块的入口物理流量、入口温度和入口总压计算每个区块的入口换算流量；计算每个区块的出入口压比；根据每个区块的入口换算流量和出入口压比确定多级压气机的特性线。本公开能够有效提高多级压气机特性线的精确度。

技术领域

本公开涉及信息处理领域，特别涉及一种多级压气机特性线获取方法和装置。

背景技术

在航空发动机中，压气机（High Pressure Compressor）是最核心的部件之一，压气机是用于压缩气体的部件，发动机的性能通常取决于压气机的气动性能。目前先进的航空发动机总压比通常在40及以上，其中高压压气机的总压比超过20，且级数较多，通常在8-10级以上。单级压比高、级数多导致高压压气机的匹配设计难度巨大。此外，多级压气机之间交替存在着转子和静子，在数值模拟转子和静子的流动过程中，由于转静子交界面的存在使得数值模拟与实际的流动之间会存在一定偏差。若高压压气机分为8级，则存在着16个转静子交界面，误差每经过一次交界面得以放大，使得整级联算后面级的模拟结果与试验结果相差较大，进而影响高压压气机后面级的精细化设计。

另一方面，在多级计算的过程中，还存在着进口各级排数过多会引起各个计算级的工作点不匹配性增加而使进口条件偏离设计目标，且计算块最后一级先到达喘点，使得前面级无法获得较完整的近喘点的特性。因此，如何减小数值模拟转静交界面带来的误差，实现各级的精准匹配和气动设计，是压气机设计过程中机具挑战性的问题。

发明内容

本公开提供一种多级压气机特性线获取方案，能够有效提高多级压气机特性线的精确度。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种多级压气机特性线获取方法，包括：将多级压气机进行区块划分，其中相邻两个区块部分重叠；利用每个区块的入口物理流量m_in、入口温度T_in和入口总压P_in计算每个区块的入口换算流量m_c；计算每个区块的出入口压比π；和根据每个区块的入口换算流量m_c和出入口压比π和确定多级压气机的特性线。

在一些实施例中，每个区块的入口换算流量m_c为

其中a、b为预设参数。

在一些实施例中，每个区块的出入口压比π为：

其中P_in为入口总压，P_out为出口总压。

在一些实施例中，利用每个区块的出入口压比π和出入口温比R_T计算每个区块的效率η。

在一些实施例中，每个区块的效率η为

其中k为比热容参数。

在一些实施例中，第i个区块的前n排叶片为第i-1个区块的后n排叶片，1i≤N，N为区块总数，n为大于1的自然数。

在一些实施例中，每个区块中的叶片总数不超过7排。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种多级压气机特性线获取装置，包括：第一处理模块，被配置为将多级压气机进行区块划分，其中相邻两个区块部分重叠；第二处理模块，被配置为利用每个区块的入口物理流量m_in、入口温度T_in和入口总压P_in计算每个区块的入口换算流量m_c；还被配置为计算每个区块的出入口压比π；第三处理模块，被配置为根据每个区块的入口换算流量m_c和出入口压比π和确定多级压气机的特性线。