的變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)性能分析及優(yōu)化方法的流程圖，其包 括
[0038] 步驟1:校核發(fā)動(dòng)機(jī)性能計(jì)算程序；
[0039] 在計(jì)算程序內(nèi)輸入已知發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入?yún)?shù)，利用計(jì)算程序計(jì)算得出輸入?yún)?shù)下發(fā) 動(dòng)機(jī)的輸出參數(shù)，將輸出參數(shù)與已知輸出參數(shù)進(jìn)行對比，校核計(jì)算程序的精度，輸出參數(shù)包 括主要性能參數(shù)、部件工作參數(shù)W及主要截面氣動(dòng)參數(shù)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù) 數(shù)量太多，便不--列舉。
[0040] 需要指出的是，由于計(jì)算程序?yàn)樽跃幊坛绦?，功能上與商用發(fā)動(dòng)機(jī)分析軟件 GasTurb類似，所要要進(jìn)行校核。上段所述已知輸出參數(shù)可W是已知發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)或經(jīng) 標(biāo)準(zhǔn)程序計(jì)算得到的數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)程序包括商用發(fā)動(dòng)機(jī)性能程序和經(jīng)過試驗(yàn)校準(zhǔn)的發(fā)動(dòng)機(jī)性 能程序。商用發(fā)動(dòng)機(jī)性能程序是市面上流通發(fā)行的或本領(lǐng)域人員常用的計(jì)算機(jī)程序，具有 一定的權(quán)威性。
[0041] 本實(shí)施例采用標(biāo)準(zhǔn)程序的計(jì)算算例進(jìn)行校核，輸出參數(shù)中，總體性能參數(shù)及主要 部件參數(shù)的對比校核如圖2所示，校核結(jié)果表明性能計(jì)算程序的輸出參數(shù)相對標(biāo)準(zhǔn)程序的 輸出參數(shù)相對誤差的絕對值不超過0.94%，由此可見性能計(jì)算程序具有較高的精度和可靠 性。
[0042] 步驟2:單參數(shù)調(diào)節(jié)影響分析；
[0043] 在計(jì)算程序內(nèi)輸入待研究發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入?yún)?shù)，改變輸入?yún)?shù)中的單個(gè)可調(diào)部件參 數(shù)，利用計(jì)算程序計(jì)算得出單個(gè)可調(diào)部件參數(shù)對發(fā)動(dòng)機(jī)輸出參數(shù)的影響規(guī)律。
[0044] 需要指出的是，可調(diào)部件參數(shù)包括核屯、機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇導(dǎo)向器葉片角度參數(shù)、低壓滿 輪導(dǎo)向器面積參數(shù)、前涵道引射器面積參數(shù)、后涵道引射器面積參數(shù)、噴管喉部面積參數(shù)、 模式選擇閥口位置參數(shù)等。
[0045] 具體的，本實(shí)施例將模式選擇閥位置參數(shù)分為開和關(guān)兩個(gè)位置，對應(yīng)變循環(huán)發(fā)動(dòng) 機(jī)雙外涵和單外涵兩種工作模式，依次單獨(dú)改變核屯、機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇導(dǎo)向器角度、低壓滿輪導(dǎo) 向器面積化PT)、后涵道引射器面積(RVABI)、噴管喉部面積(A8)四個(gè)可調(diào)部件參數(shù)，分別計(jì) 算分析對發(fā)動(dòng)機(jī)雙外涵模式及單外涵模式的性能影響，繪制影響規(guī)律曲線。例如A8調(diào)節(jié)對 變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)推力和耗油率的影響規(guī)律如圖3所示。
[0046] 步驟3:選取自變量、自變量范圍及響應(yīng)變量；
[0047] 綜合步驟2得出的影響規(guī)律及發(fā)動(dòng)機(jī)性能優(yōu)化目標(biāo)，選取與優(yōu)化目標(biāo)相關(guān)的多個(gè) 可調(diào)部件參數(shù)為自變量并確定自變量的變化范圍，選取與優(yōu)化目標(biāo)相關(guān)的多個(gè)輸出參數(shù)為 響應(yīng)變量。
[0048] 本實(shí)施例中，選取了發(fā)動(dòng)機(jī)在高度17km，馬赫數(shù)1.7的工作點(diǎn)，該工作點(diǎn)要求發(fā)動(dòng) 機(jī)具有較高的推力，同時(shí)耗油率要盡量低，并且保證壓縮部件穩(wěn)定裕度。因此選取推力 (化）、耗油率(SFC)、風(fēng)扇喘振裕度(SMfan)、核屯、機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇喘振裕度（SMcdfs)、壓氣機(jī)喘振 裕度(SMhp。)作為響應(yīng)變量。步驟2分析結(jié)果表明，單外涵模式具有較高的推力，并且單外涵 模式核屯、機(jī)導(dǎo)葉角度要處于開大狀態(tài)，隨著導(dǎo)葉角度增加，推力增加明顯，因此確定模式選 擇閥位置參數(shù)為關(guān)閉，核屯、機(jī)導(dǎo)葉角度為最大，因此選取LPT、RVABI和Α8Ξ個(gè)可調(diào)部件參數(shù) 作為近似模型的自變量，自變量的調(diào)節(jié)范圍參照步驟2得到的影響規(guī)律選取，具體如下：
[0049]
[0050] 步驟4:選取試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法及樣本方案；
[0051] 根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法在自變量的變化范圍內(nèi)確定多個(gè)自變量數(shù)值，并按照試驗(yàn)設(shè)計(jì) 方法將自變量數(shù)值進(jìn)行排列組合形成多個(gè)樣本方案。
[0052] 需要指出的是，步驟4試驗(yàn)方法包括全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法、中 屯、復(fù)合設(shè)計(jì)方法、Box-Behnken設(shè)計(jì)方法。
[0053] 本實(shí)施例中選取全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，每個(gè)自變量在取值范圍內(nèi)均勻選取Ξ個(gè)數(shù) 值，取值如下：
[0化4]
[0055]根據(jù)全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則，對每個(gè)自變量的3個(gè)數(shù)值進(jìn)行排列組合，形成27個(gè)樣本 方案。如下：
[0化6]
[0057] 步驟5:計(jì)算樣本方案；
[0058] 將樣本方案輸入計(jì)算程序內(nèi)并進(jìn)行計(jì)算，得出每個(gè)樣本方案的響應(yīng)變量的數(shù)值。
[0059] 具體的，計(jì)算過程中要保證發(fā)動(dòng)機(jī)物理轉(zhuǎn)速、滿輪前溫度等參數(shù)不超過極限值的 限制。
[0060] 本實(shí)施例中計(jì)算過程的控制規(guī)律如下：
[0061]
[0062] 其中，m為低壓物理轉(zhuǎn)速，Π2為高壓物理轉(zhuǎn)速，T4為滿輪前溫度，下標(biāo)max表示最大 限制值。計(jì)算結(jié)果如下：
[0063]
[0064] 步驟6:建立近似模型；
[0065] 將步驟5所有樣本方案的自變量和響應(yīng)變量數(shù)值按照預(yù)定方法進(jìn)行擬合，擬合得 到響應(yīng)變量關(guān)于自變量的函數(shù)關(guān)系為響應(yīng)變量的近似模型，并對近似模型進(jìn)行方差分析和 顯著度分析。
[0066] 需要指出的是，預(yù)定方法指的是響應(yīng)曲面法進(jìn)行擬合，本實(shí)施例擬合得到各響應(yīng) 變量的近似模型如下：
[0067] 推力模型：
[0068] i?n = -16.435656+2.085483A+0.720285B-3.530760C-0.074212A2-0.004580B2- 0.063096C^-0.023202AB+0.045447AC+0.031440BC
[0069] r2 = 〇.953 AdjR2 = 0.950
[0070] 耗油率模型：
[0071] SFC = -2.812899+0.302993A+0.108588B-0.161303C-0.004309A^-0.0011616^- 0.001897C^-0.001901AB+0.006513AC+0.006263BC
[0072] r2 = 〇.993 AdjR2 = 0.993
[0073] 風(fēng)扇喘振裕度模型：
[0074] SMfan = 5.977843+0.558762A-0.155699B-0.085931C-0.005631A^-0.0051586^- 0.003837C2-0.005776AB-0.003430AC+0.007628BC
[0075] r2 = 0.998 Ad jR2 = 0.998
[0076] 核屯、機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇喘振裕度模型：
[0077] SMcdfs = 42.28350+0.003698A-0.136065B+0.392698C-0.001052A^-0.0089766^- 0.026383C^-0.007092AB+0.005691AC+0.019542BC
[007引 r2 = 0.999 Ad jR2 = 0.999
[0079] 壓氣機(jī)喘振裕度模型：
[0080] SMhpc = 24.597423+0.022242A-0.037503B+0.270639C-0.002039A^+0.001799B^+ 0.005392C^+0.001231AB-0.007885AC-0.005953BC
[0081 ] r2 = 0.998 Ad jR2 = 0.998
[0082] 其中，模型中A代表LPT導(dǎo)向器面積、B代表RVABI外涵面積、C代表A8噴管喉部面積、 化代表推力、SFC代表耗油率、SMfan代表風(fēng)扇穩(wěn)定裕度、SMedfs代表核屯、機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇穩(wěn)定裕 度、SMhp。代表壓氣機(jī)穩(wěn)定裕度。
[0083] 對所建立的近似模型要進(jìn)行方差分析及顯著度分析，復(fù)相關(guān)系數(shù)R2和修正的復(fù)相 關(guān)系數(shù)Ad祁2反應(yīng)了響應(yīng)曲面模型的完全擬合度量值，體現(xiàn)了擬合質(zhì)量，高顯著度足夠逼近 的響應(yīng)曲面模型要求該值在0.9W上，復(fù)相關(guān)系數(shù)的計(jì)算方法如下：
[0084]
[0085] 其中，Yeq.k為響應(yīng)曲面模型對第k個(gè)樣本方案的計(jì)算值；
[0086] Υρ為性能程序計(jì)算結(jié)果的平均值；
[0087] Ypk為性能程序?qū)Φ趉個(gè)樣本方案的計(jì)算值；
[0088] 壯eq.等于數(shù)學(xué)模型中自變量的項(xiàng)目數(shù)；
[0089] N為樣本方案數(shù)量。
[0090] 本實(shí)施例中復(fù)相