变循环发动机外涵道气流掺混特性建模研究

模式选择活门和前涵道引射器作为变循环发动机的关键几何部件,用于改善发动机在稳态以及模式切换过程的部件匹配性能,针对两者开度对外涵道气流掺混总压损失的影响开展研究。采用二维数值模拟方法,对内部压缩系统流场进行了仿真分析,得到了气流掺混的总压恢复系数在模式选择活门和前涵道引射器不同开度下的变化规律。以数值仿真结果作为建模研究的数据集,提出一种基于贝叶斯优化的混合核极限学习机算法,建立了总压恢复系数映射模型,采用留一交叉验证方法对模型进行了评估。结果表明,本文所提出的核极限学习机算法的均方根误差为0.0094,泛化效果相比多元线性回归模型提升约70.6%以上,所建拟合模型预测的相对误差最大不超过1.57%。

变循环发动机部件级建模技术

以双外涵变循环发动机为研究对象,建立了其整机部件级稳态及动态数学模型,建模过程中考虑了导叶角和导向器面积变化对压气机和涡轮部件特性的影响,考虑了模式选择活门面积变化对副外涵进口空气流量的影响,所建立的模型能够执行变循环发动机2种典型工作模式:稳态及模式切换过渡态仿真.仿真结果表明:随着模式选择活门逐渐关闭,前段风扇喘振裕度显著减小;双涵工作模式下发动机耗油率低,适用于亚声速巡航飞行;单涵工作模式下发动机单位推力高,适用于超声速巡航飞行.