基于Matlab/Simulink的航空发动机稳态求解方法研究

基于Matlab/Simulink仿真环境,结合GSP软件提供的通用部件特性,建立了某型大涵道比涡扇发动机的部件级模型。以此模型为基础,建立流量平衡与功率平衡的非线性方程组,并选取高低压转速以及发动机各部件压比为初猜值,对发动机设计点进行稳态求解。对比分析了牛顿-拉夫僧法、拟牛顿法和最速下降法的求解数据,最终选择拟牛顿法作为本发动机模型的稳态求解方法。

基于软约束优化求解偏微分方程的物理神经网络及应用

本文使用物理神经网络(Physics-Informed Neural Networks,PINN)对偏微分方程(Partial Differential Equation,PDE)进行了正向求解,该方法将控制方程和边界条件编码为损失函数,并使用自动微分机制和随机梯度下降算法来更新超参数,成功建立软约束优化下的PINN正向求解模型.针对稳态案例求解,文章展示了二维泊肃叶-库埃特,无黏Taylor-Green涡以及Re为100时的二维顶盖驱动方腔流计算结果,并比较了不同采样策略和采样点集大小对预测结果的影响.对于非稳态案例,文章提出了使用时间标签和“门函数”来强化模型表征时序因果的能力,成功在相同参数设置下求解了传统PINN失效的Allen-Cahn方程.本文为偏微分方程的求解提供了一种新思路,具有广泛的应用前景.

小型涡扇发动机特性计算收敛性方法研究

基于Matlab/Simulink仿真环境,利用部件法对某型民用小推力、大涵道比齿轮传动发动机(Geared Turbofan-GTF)发动机进行建模,在此模型的基础上,建立发动机的流量连续,功率平衡稳态共同工作方程,选取高、低压转速,各旋转部件的压比为初猜变量对方程进行设计点求解。对求解过程中稳态收敛性问题进行分析并提出相应的措施来提高求解的收敛性,结果表明,在DGEN380小型涡扇发动机应用改善后的算法,发动机特性计算的收敛性和收敛速度得到了提高,为航空发动机模型的应用奠定了基础。

A New Method to Solve Film Model for CO_2 Absorption with Aqueous Solution of AT-Methyldiethanolamine

The shooting method and the difference method are used for numerical simulation of CO2 absorption with aqueous solution of methyldiethanolamine (MDEA). It is demonstrated that these methods are available for the steady-state model, which may be expressed as a set of differential algebraic equations (DAEs) with two-point boundary values. This method makes it possible not only to obtain the concentration profiles for MDEA system, but also to reveal the effect of CO2 interfacial concentration on the enhancement factor. With this numerical simulation, the mass transfer process with multicomponent diffusion and reactions can be better understood.