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单转子涡喷发动机转速特性性能计算.rar

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    编号:20181030002725533    类型:共享资源    大小:5.09MB    格式:RAR    上传时间:2018-10-30
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    转子 喷发 动机 转速 特性 性能 计算
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    本科毕业设计(论文)单转子涡喷发动机转速特性性能计算学生姓名: 何健 专 业: 飞行器动力工程 学 号: 100141109 指导教师: 张银波 所属学院: 航空工程学院 二〇一四年六月中国民航大学本科毕业设计(论文)单转子涡喷发动机转速特性性能计算The Calculation of Single Spool Turbojet’s Rotation Speed Character Performance学生姓名:何健专 业:飞行器动力工程学 号:100141109指导教师:张银波学 院:航空工程学院2014 年 6 月中国民航大学本科毕业论文创见性声明本人声明:所呈交的毕业论文是本人在指导教师的指导下进行的工作和取得的成果,论文中所引用的他人已经发表或撰写过的研究成果,均加以特别标注并在此表示致谢。与我一同工作的同志对本论文所做的任何贡献也已在论文中作了明确的说明并表示谢意。毕业论文作者签名: 签字日期: 年 月 日本科毕业设计(论文)版权使用授权书本毕业设计(论文)作者完全了解中国民航大学有关保留、使用毕业设计(论文)的规定。特授权中国民航大学可以将毕业设计(论文)的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计(论文)的复印件和磁盘。(保密的毕业论文在解密后适用本授权说明)毕业论文作者签名: 指导教师签名:签字日期: 年 月 日 签字日期: 年 月 日中国民航大学本科毕业论文I摘 要进行单转子涡轮喷气发动机转速特性性能研究计算,不仅能深化和加强对发动机原理的研究、也有助于对发动机性能的评判分析,是理论教学的延伸、科研生产的基础。因为在这一研究过程中,既涉及到运用原理知识进行过程的推导,又能得出所设计发动机的相关特性性能。而在选择研究方式时,一方面,进行发动机相关实验一般需要花费巨额的资金、并且对硬件设施有苛刻的要求;另一方面,计算机数值仿真模拟凭借其经济、高效、精确、可靠的特点正被广泛应用到生产和科研,因此,选用计算机数值仿真技术进行单转子涡轮喷气发动机转速特性性能计算。研究的实现方式是基于 Visual Basic 的程序设计语言,中间过程的原理基础和核心是涡轮和压气机的共同工作、其表现形式共同工作线。通过编写程序,对所给原始数据参数的处理分析,可以得出所需的转速特性性能计算的结果:推力随转速的增大而一直增大;燃油消耗率随转速的增大而减小,最后略有增大。关键词:涡轮喷气发动机;共同工作;转速特性;可视化初学者通用符号指令码;数值模拟中国民航大学本科毕业论文IIAbstractThe calculation of single spool turbojet’s rotation speed character performance can not only deepen and strengthen the research on engine theory but also help judge and analysis the performance of the engine. It is also the extending of theory teaching and the basis of academic research and production. Because the course of the research can not only involve the formula deriving depend on theory knowledge but also get the result of the engine character performance. And in the choice of research methods, on the one hand , the engine experiments generally need to spend huge amounts of money and the hardware facilities are stringently required, on the other hand , numerical simulation of computer are widely used in production and scientific research because of its characteristics of economic, efficient, accurate, and reliable. Therefore, the numerical simulation technology of computer is selected to used in the search of single spool turbojet rotation speed character performance calculation. The research is based on Visual Basic programming language, and the principle and core of the intermediate process is based on the cooperating of turbine and compressor, whose form of expression is cooperating line. By writing procedures for processing and analysis of raw data given parameters, the desired calculation result of single spool turbojet rotation speed character performance can be obtained. The result is that thrust increases with the increase of speed. And fuel consumption reduces and finally increased slightly with the speed increases.Key Words: Turbojet; Co-operating; Rotation Speed Characteristics; Visual Basic; Numerical Simulation中国民航大学本科毕业论文III目 录摘 要 ............................................................................................................................IAbstract ........................................................................................................................II第 1 章 绪论 ................................................................................................................11.1 计算机编程与数值仿真 ................................................................................11.2 发动机特性研究的现状和必要性 ................................................................1第 2 章 发动机特性与数值仿真 ................................................................................32.1 发动机特性 ....................................................................................................32.1.1 对发动机的推力和燃油消耗率的计算 ..............................................32.1.2 相似的概念与参数的换算 ..................................................................42.1.3 共同工作的含义及方程的推导 ..........................................................62.2 数值仿真的实现方法 ....................................................................................92.2.1 散点的插值方法 ................................................................................102.2.2 二分法求解方程的根 ........................................................................122.2.3 一些其它的方法技巧 ........................................................................132.3 转速特性性能计算的思路过程 ..................................................................142.3.1 得到共同工作线 ................................................................................142.3.2 转速特性性能计算 ............................................................................142.3.3 各站位参数的推导 ............................................................................15第 3 章 程序说明 ......................................................................................................203.1 程序的初始化界面 ......................................................................................203.2 共同工作界面 ..............................................................................................203.2.1 共同工作界面与参数的说明 ............................................................203.2.2 共同工作事件指令过程介绍 ............................................................213.3 转速特性界面 ..............................................................................................243.3.1 转速特性界面与参数的说明 ............................................................243.3.2 转速特性事件指令过程介绍 ............................................................25第 4 章 结论 ..............................................................................................................274.1 研究结果与理论分析 ..................................................................................274.2 总结与展望 ..................................................................................................28参考文献 ......................................................................................................................29致 谢 ..........................................................................................................................30中国民航大学本科毕业论文IV附录 A:程序清单 ......................................................................................................32附录 B:外文翻译资料 ..............................................................................................34第 1 章 绪论1第 1 章 绪论1.1 计算机编程与数值仿真飞机影响着人们的出行方式,而计算机则影响着人们生活的方方面面。计算机是信息化革命的导火索和重要武器。基于计算机的记忆特性和逻辑判断力,运算速度快、精度高、可靠性高,存储容量大、信息交流便利,作为一种媒介、手段和工具,计算机广泛渗入并被应用到日常生活、学习工作和科学研究。软件产业的兴起和繁荣,给人们的科研和学习提供了新的便利高效的处理手段。运用计算机处理生产和生活中的问题,对人类社会的活动影响深远。Visual Basic 是微软公司 1991 年推出的程序设计语言。它基于初学者通用的符号指令代码,具有常规的编程功能。它界面可视,内部指令代码的复杂性能够很好地被封存在界面之下。VB 是在国内外普遍流行的程序设计语言,因而也具有较好的通用性。BASIC 程序设计的实质是通过结构化程序对获得的数据进行处理,具体实践包括程序设计的方法、算法的设计、代码的编写等。在科研和生产实际中,实际实验的方法往往需要研制对应的复杂的设备、花费高额的经费资金并消耗巨大的能耗。此时,计算机仿真技术显现出得天独厚的优势。随着计算机科学的突飞猛进,计算机的运行计算处理能力有极大地提升;而基于发动机理论的研究,发动机的数学建模正不断地被完善:计算机仿真技术的仿真度和精度有着极大提高。计算机模拟本身就可以看作是一种基本试验。它把理论中总结出来的过程通过建模演算进行解析表达。帮助研究者快捷、便利、深刻、细致的认知理论过程并得到相应结果。燃气涡轮发动机的数值仿真技术,在很大程度上弥补了发动机设计中难以实验的不足;在发动机的理论研究与设计研制中,发挥起了无可替代的深刻作用。总之,计算机数值仿真是从事科学技术探索研究的基础手段之一,与理论分析相互配合,具有相辅相成的作用。数值仿真的意义极为重要,难以替代。从更高角度来说,它有利于降低航空工业的成本,提高我国的航空业的国际竞争力,为我国建立自主产权的航空新技术提供帮助。1.2 发动机特性研究的现状和必要性要研制属于自己的发动机,必须要有丰富的人才和技术基础。在这一过程中,对发动机原理的研究是基本的、核心的、必需的和必要的。当前主要的和新型的发动机,大多由涡轮喷气发动机改进演化而来。涡轮喷气发动机是经典的研究对象。对于其理论原理的研究价值也是显而易见的。对于发动机来说,共同工作是其核心。中国民航大学本科毕业论文2因为即使从理论原理来讲,发动机的工作条件是不断变化着的,发动机的工作状态也是不断变化着的。发动机各部件共同工作,是发动机稳定可靠工作的基础。因而,研究发动机特性,是发动机理论研究中的必不可少的环节。发动机本体是由五大部件构成的。进气道、压气机、燃烧室、涡轮、喷管,组成一个有机整体。部件之间需要共同工作以实现发动机的功能。对于各类燃气涡轮发动机,压气机、燃烧室和涡轮组合构成它们的核心机 [1]。所以,对压气机和涡轮共同工作的研究,是研究发动机各部件、即发动机本体的共同工作的基础。单转子涡轮喷气发动机的三大特性分别为转速、高度、速度特性。这里选取转速特性性能做研究计算,具有典型的代表性价值。总的来说,单转子涡轮喷气发动机速度特性性能计算,是运用计算机的数值仿真技术,分析已知的发动机数据,计算发动机的共同工作点,进而分析计算得到速度特性,并通过程序界面进行直观表达。研究单转子涡轮喷气发动机的转速特性,就是提供发动机推力和燃油消耗率随发动机转速的变化规律,可以帮助发动机的设计、使用和维修人员对发动机的验证、验收和正确使用,并能深化和加强对发动机原理的研究、也有助于对发动机性能的评判分析,是理论教学的延伸、科研生产的基础。当前,在我国国内相关的航空发动机数值仿真研究已经比较成熟,但是都比较系统化和精深,独立的模块化的基础研究还不是很多 [2]。希望本课题的研究有幸能为相关方面的科学研究提供参考和贡献绵力。
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