耦合17级压气机通流模型的燃气涡轮发动机混合维度仿真研究

为理清不同数值缩放方法特点,发展适用于多级高压比压气机的燃气涡轮发动机混合维度仿真算法,针对某型分轴式燃气轮机及其17级压气机,分别基于弱耦合、常规迭代耦合、完全耦合、以及本文提出的改进迭代耦合方法建立了耦合整机零维模型与压气机通流模型的整机混合维度仿真模型。对比分析不同数值缩放方法的差异,结果表明,弱耦合、迭代耦合与完全耦合方法基本可实现相同的计算精度,与试验数据的最大相对误差小于10%。其中,弱耦合方法易于收敛,其计算精度与计算效率受特性图质量等因素影响;常规迭代耦合方法计算效率虽高,但其鲁棒性在多级高压比压气机的数值缩放中难以保证;完全耦合方法计算效率较低,且对求解算法与迭代变量初值要求较高;而改进迭代耦合方法有效利用了17级压气机压比范围宽的特点,兼具鲁棒性与计算效率,整体表现最佳。