CN114611333B - 压气机效率评估方法及系统 - Google Patents

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CN114611333B CN202210500668.7A CN202210500668A CN114611333B CN 114611333 B CN114611333 B CN 114611333B CN 202210500668 A CN202210500668 A CN 202210500668A CN 114611333 B CN114611333 B CN 114611333B
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Abstract

本发明提供一种压气机效率评估方法，用于评估预定工况下的压气机效率。该压气机效率评估方法中，获取预定工况下的预定雷诺数，并且获取参考工况下的参考雷诺数以及参考多变效率，其中，参考工况下的转速与预定工况下的转速相同。通过给定公式来确定预定工况下的待定多变效率。根据待定多变效率，评估压气机效率。本发明还提供一种执行上述压气机效率评估方法的压气机效率评估系统。上述压气机效率评估方法可以基于有限转速下压气机的试验结果，有效地评估其他雷诺数工况下的压气机效率。

Description

压气机效率评估方法及系统
技术领域
本发明涉及一种压气机效率评估方法，本发明还涉及一种压气机效率评估系统。
背景技术
航空发动机飞行包线宽广，在发动机飞行包线内，温度、压力、空气流量等变化范围宽广。在高空飞行状态下，空气密度小、粘性大、雷诺数低，气体的粘滞特性明显，气体摩擦阻力大、流动损失大，使得压气机性能明显降低，从而使得航空发动机整机性能发生变化。为有效分析飞行包线内航空发动机性能，必须对不同进口雷诺数状态压气机性能的变化进行有效评估。其中，压气机效率是最能反应压气机性能水平的参数，因而进口雷诺数对压气机效率影响的评估至关重要。
航空发动机飞行包线内，压气机进口雷诺数差异较大，压气机部件试验无法完成所有飞行工况下的进口雷诺数试验。因此必须基于压气机部件试验有限的试验数据，发展出一套分析评估方法，可以获得全工况条件下雷诺数对压气机影响的修正结果。
如何基于有限转速下压气机的试验结果，推算出该转速下其他雷诺数对效率影响的修正量，从而评估压气机效率，目前缺乏行之有效的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种压气机效率评估方法，可以基于有限转速下压气机的试验结果，有效地评估其他雷诺数工况下的压气机效率。
本发明提供一种压气机效率评估方法，用于评估预定工况下的压气机效率。该压气机效率评估方法中获取所述预定工况下的预定雷诺数，并且获取参考工况下的参考雷诺数以及参考多变效率，其中，所述参考工况下的转速与所述预定工况下的转速相同。通过下述公式来确定所述预定工况下的待定多变效率：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
其中，ηx是需要确定的所述预定工况下的所述待定多变效率，Rex是已获取的所述预定雷诺数，ηr、Rer分别是所述参考多变效率以及所述参考雷诺数，a、b均是已确定的常数，N2Rs是所述参考工况或所述预定工况下的转速。根据所述待定多变效率，评估所述压气机效率。
在一个实施方式中，根据所述待定多变效率，确定所述预定工况下的待定等熵效率，借此评估所述压气机效率。
在一个实施方式中，根据下述公式确定所述待定等熵效率：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中，ηisenx是需要确定的所述待定等熵效率，P2/P1是已获取的压气机出口总压与压气机进口总压的比值，k是气体的比热容比。
在一个实施方式中，所述效率评估方法中使用的转速均是相对换算转速。
在一个实施方式中，a和b通过下述步骤确定：步骤S1、确定多个转速，对应每个转速，开展若干雷诺数的压气机部件性能试验，获取试验数据；步骤S2、根据所述试验数据，针对每个转速，通过拟合获取流动损失相关系数与雷诺数相关系数之间的线性比例系数；步骤S3、通过拟合获取线性比例系数与转速之间的线性关系表达式，借此确定a、b。
在一个实施方式中，步骤S3中，所述线性关系表达式如下：
Ki=a*N2Ri+b
其中，a、b是需要确定的常数，N2Ri是转速，Ki是对应N2Ri的线性比例系数，后缀i表示第i个转速，i=1、2、3…。
在一个实施方式中，步骤S2中的流动损失相关系数和雷诺数相关系数定义如下：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
LossR、ReR分别是流动损失相关系数和雷诺数相关系数，η1、ηj分别是对应第1工况、第j工况的多变效率，Re1、Rej分别是对应所述第1工况、所述第j工况的雷诺数。
在一个实施方式中，所述参考工况下的所述参考雷诺数以及所述参考多变效率根据步骤S1中获取的所述试验数据来确定。
在一个实施方式中，步骤S1中，通过改变压气机进口节流比来实现雷诺数的变化。
本发明还提供一种压气机效率评估系统，其中，存储器用于存储程序，处理器用于执行所述程序。当所述处理器执行所述程序时，实现前述的压气机效率评估方法。
上述压气机效率评估方法及系统中，通过给定的转速、雷诺数、效率之间的函数关系式，可以基于有限转速下压气机的试验结果，根据实际需求，对压气机效率进行雷诺数修正，获得修正后的压气机效率，因而有效地评估其他雷诺数工况下的压气机效率。
附图说明
本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
图1是示例性压气机效率评估方法的流程图。
图2是获取流动损失相关系数与雷诺数相关系数之间的线性比例系数的示例性拟合过程的示意图。
图3是线性比例系数与转速之间的线性关系表达式的示例性拟合过程的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施方式的内容限制本发明的保护范围。
例如，在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一特征和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一特征和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一特征和第二特征之间可以不直接联系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一元件和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一元件和第二元件间接地相连或彼此结合。
需要理解，文中使用“第一”、“第二”等词语来限定特征，仅仅是为了便于对相应特征进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此也不能理解为对本发明保护范围的限制。
航空发动机主要由风扇、压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮等部件组成。其飞行包线宽广，不同飞行工况下压气机进口雷诺数差异较大。压气机是航空发动机上的核心部件之一，主要作用是压缩产生高压气体。在研发阶段，对于压气机部件等科研试验，仅能获取部分转速、部分雷诺数状态下的试验结果，对于其他雷诺数状态下压气机的效率无法直接获得。
压气机效率表征有效功（使气体增压）与输入功的比值，压气机效率常用的有等熵效率和多变效率。雷诺数是表征气体粘性力与惯性力相对大小的一个无量纲化相似参数，一般而言，雷诺数数越小，气体粘性阻力越大，气体流动损失越大，压气机效率就越低。
现有技术方法中，仅有某一特定转速下进口雷诺数对压气机效率影响的规律，对于如何获取全转速范围内进口雷诺数对压气机效率的影响，目前缺乏工程操作可行的系统化方法。
针对上述问题，本发明提供一种压气机效率评估方法，用于评估预定工况下的压气机效率。图1示例性地示出了实现上述压气机效率评估方法的实际操作流程。需要理解，附图均仅作为示例，不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。
该压气机效率评估方法包括步骤S10、步骤S20和步骤S30。
步骤S10、获取前述预定工况下的预定雷诺数Rex，并且获取参考工况下的参考雷诺数Rer以及参考多变效率ηr。
其中，前述参考工况下的转速与前述预定工况下的转速相同。也即，前述参考工况和前述预定工况的转速相同，均为N2Rs，而雷诺数不相同。
步骤S20、通过下述公式（1）来确定前述预定工况下的待定多变效率ηx：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
其中，ηx是需要确定的前述预定工况下的前述待定多变效率，Rex是已获取的前述预定雷诺数，ηr、Rer分别是前述参考多变效率以及前述参考雷诺数，N2Rs是前述参考工况或前述预定工况下的转速，a、b均是已确定的常数。
上述公式（1）也即转速、雷诺数与多变效率之间的函数关系式。其中，ηr、Rer、a、b可以均是已知量，N2Rs可以是已知量，也可以看作是自变量，Rex可以是自变量，而ηx是随自变量变化的应变量。
步骤S30、根据前述待定多变效率ηx，评估前述压气机效率。
换言之，公式（1）可以进一步应用于后续科研、生产活动中，压气机进口雷诺数对压气机效率影响的修正工作。也即，在获取了转速相同的参考工况下的雷诺数以及多变效率的情况下，则可以获取转速相同但雷诺数不同的预定工况下的多变效率，借此，评估预定工况下的压气机效率。在一个实施方式中，可以直接将待定多变效率ηx作为压气机效率。
在另一实施方式中，可以根据前述待定多变效率ηx，确定前述预定工况下的待定等熵效率ηisenx，借此评估前述压气机效率。例如，将待定等熵效率ηisenx作为压气机效率。进一步，可以根据下述公式（2）确定前述待定等熵效率ηisenx：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
其中，ηisenx是需要确定的前述待定等熵效率，P2/P1是已获取的压气机出口总压与压气机进口总压的比值，k是气体的比热容比。例如，k可以在1.38-1.4之间取值，总压比P2/P1也可以是给定数值。
在优选的实施方式中，上述效率评估方法中使用的转速均是相对换算转速。
在优选的实施方式中，a和b可以通过下述步骤S1、步骤S2和步骤S3确定。
步骤S1、确定多个转速，对应每个转速，开展若干雷诺数的压气机部件性能试验，获取试验数据。
例如，可以选定n个典型的相对换算转速N2R1、N2R2…N2Rn。针对每个转速，例如，可以试验获取该转速下Re1、Re2…Rem共m个雷诺数工况下的压气机试验参数。需要理解，“多个”或者“若干”均意指三个以上，或者，不少于三个，例如，三个、四个、十个等等，也即，n≥3，m≥3。步骤S1中，可以通过改变压气机进口节流比来实现雷诺数的变化。
在一个实施方式中，前述参考工况下的前述参考雷诺数Rer以及前述参考多变效率ηr可以根据步骤S1中获取的前述试验数据来确定。也即，可以将确定a、b的过程中开展的压气机部件性能试验的某一工况作为参考工况，然后根据该某一工况的试验数据来确定参考雷诺数Rer以及参考多变效率ηr。
可以理解，文中使用特定词语来描述本发明的实施方式，如“一个实施方式”、“另一实施方式”和/或“一些实施方式”意指与本发明至少一个实施方式相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一个实施方式”或“另一实施方式”并不一定是指同一实施方式。此外，本发明的一个或多个实施方式中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
例如，试验数据可以包括试验过程中每个工况下测量的压气机进口物理流量mass、压气机进口总温T1、压气机进口总压P1、压气机出口总温T2、压气机出口总压P2，还可以包括试验前测量的压气机第一排叶片平均径向高度L、压气机第一排叶片前缘几何环面积A。
例如，可以根据这些试验数据进行参数初步计算。例如，对应某一工况下的压气机进口雷诺数可以通过下述公式（3）来计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
其中，mass、T1是试验测量的压气机物理流量、压气机进口总温。miu为气体的动力粘度系数，可以由下述公式（4）来计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
比热容比k可以通过下述公式（5）来计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
（5）
其中：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
对应某一工况下的压气机等熵效率ηisen可以通过下述公式（6）来计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE010
其中，T1、P1、T2、P2是试验测量的压气机进口总温、压气机进口总压、压气机出口总温、压气机出口总压。
然后，基于上面计算得到的等熵效率ηisen，可以依据下述公式（7）计算得到该工况下的压气机多变效率η：
Figure DEST_PATH_IMAGE011
步骤S2、根据前述试验数据，针对每个转速，通过拟合获取流动损失相关系数与雷诺数相关系数之间的线性比例系数。
步骤S2中，流动损失相关系数LossR和雷诺数相关系数ReR可以定义如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE012
LossR、ReR分别是流动损失相关系数和雷诺数相关系数，η1、ηj分别是对应第1工况、第j工况的多变效率，Re1、Rej分别是对应前述第1工况、前述第j工况的雷诺数。
第1工况可以是基准工况。对应前述针对每个转速开展m个雷诺数工况下的压气机部件性能试验的情况，j=1到m。
可以获取任一转速N2Ri下，一组二维数据点（ReR1，LossR1）、（ReR2，LossR2）……（ReRm，LossRm）。
例如，如图2所示，通过最小二乘法，基于前面获得的二维数据点，获取转速N2Ri下流动损失相关系数LossR与雷诺数相关系数ReR之间的比例关系表达式（10）：
LossR=Ki*ReR （10）
上式中，Ki即是线性比例系数，该线性比例系数可以由转速N2Ri下的数据通过最小二乘法拟合获得。
可以理解，类似地，对于任一转速，可以获取类似的比例关系表达式，也可称线性关系表达式。
对于转速N2R1，获取LossR与ReR之间的线性关系表达式：LossR=K1*ReR。对于转速N2R2，获取LossR与ReR之间的线性关系表达式：LossR=K2*ReR。依次类推，对于转速N2Rn，获取LossR与ReR之间的线性关系表达式：LossR=Kn*ReR。
步骤S3、通过拟合获取前述线性比例系数Ki与转速N2Ri之间的线性关系表达式，借此确定a、b。
步骤S3中，该线性关系表达式（11）如下：
Ki=a*N2Ri+b （11）
其中，a、b是需要确定的常数，N2Ri是转速，Ki是对应N2Ri的线性比例系数，后缀i表示第i个转速，i=1、2、3…。
对应确定n个转速的情况，i=1到n。例如，基于前面获取的各个转速下ReR与LossR的表达式，可以获得一组二维数据点（N2R1，K1）、（N2R2，K2）、……（N2Rn，Kn）。例如，如图3所示，通过最小二乘法，基于获取的前述二维数据点，获取系数Ki与转速N2Ri之间的线性关系表达式（11）。这样，确定了a、b的具体数值。
通过公式（10）和（11）可知，雷诺数与多变效率之间满足上面提及的关系式（1）。
上述压气机效率评估方法中，基于压气机部件试验中进口雷诺数影响敏感性试验结果，通过一系列数据处理方法，获得全转速、全雷诺数范围内，转速、雷诺数、效率之间的函数关系式。在科研生产实际过程中，应用上述函数关系式，即可有效地评估雷诺数修正后的压气机效率。
本发明还提供一种压气机效率评估系统。该压气机效率评估系统包括存储器和处理器。存储器用于存储程序，处理器用于执行前述程序。当前述处理器执行前述程序时，实现上述压气机效率评估方法。
下面描述一种实现上述压气机效率评估方法的示例操作步骤。
首先，在步骤SE1，针对压气机部件性能试验开展进口雷诺数影响试验，获取试验数据。
选定n个典型的相对换算转速N2R1、N2R2…N2Rn，对应每个相对换算转速，开展m个不同雷诺数工况试验，获取压气机试验数据。也即，n是针对压气机部件性能试验开展进口雷诺数影响试验的总转速数，而m是针对每个转速开展的总雷诺数的个数。
雷诺数试验中，通过改变压气机进口节流比来实现雷诺数的变化。
试验前，测量压气机第一排叶片平均径向高度L、压气机第一排叶片前缘几何环面积A。试验过程中，针对每个转速、每个雷诺数工况，测量压气机进口物理流量mass、进口总温T1、进口总压P1、出口总温T2、出口总压P2。对于每个转速下的不同雷诺数工况，可以保证压气机总压比（P2/P1）不变。
其次，在步骤SE2，对于步骤SE1中获取的每个工况（某一确定转速、确定雷诺数工况下）进行参数初步计算。
步骤SE2可以分解为步骤SE2.1至步骤SE2.4。在步骤SE2.1，根据前述公式（3）计算对应工况下的压气机进口雷诺数Re。在步骤SE2.2，根据前述公式（5）计算比热容比k。在步骤SE2.3，根据前述公式（6）计算对应工况下的等熵效率ηisen。在步骤SE2.4，根据前述公式（7）计算对应工况下的多变效率η。
然后，在步骤SE3，可以对于任意一个转速N2Ri，进行该转速下的数据分析处理。
具体地，转速N2Ri下，试验获取该转速下Re1、Re2……Rem共m个雷诺数工况下压气机的试验参数，其中Re1＜Re2＜……＜Rem，且不同雷诺数下压气机的总压比（P2/P1）相同。选取Re1的雷诺数工况作为基准，进行数据分析处理。
步骤SE3可以分解为步骤SE3.1至步骤SE3.5。在步骤SE3.1，根据公式（8）计算雷诺数相关系数ReR。在步骤SE3.2，根据公式（9）计算流动损失相关系数LossR。在步骤SE3.2，由步骤SE3.1和步骤SE3.2可获得N2Ri转速下，一组二维数据点（ReR1，LossR1）、（ReR2，LossR2）……（ReRk，LossRm）。在步骤SE3.4，如图2所示，可以通过最小二乘法，基于步骤SE3.3获得的二维数据点，获取转速N2Ri下流动损失相关系数LossR与雷诺数相关系数ReR之间的上述比例关系表达式（10）。在步骤SE3.5，对于其他所有转速，求取类似的比例关系表达式（10）。
再然后，在步骤SE4，求取线性比例系数Ki随相对换算转速N2Ri的表达式。
步骤SE4可以分解为步骤SE4.1至步骤SE4.2。在步骤SE4.1，可以基于在步骤SE3.5获取的各个转速下ReR与LossR的表达式（10），获得一组二维数据点（N2R1，K1）、（N2R2，K2）、……（N2Rn，Kn）。在步骤SE4.2，如图3，通过最小二乘法，基于在步骤SE4.1获得的二维数据点，获取线性比例系数Ki与转速N2Ri之间的前述线性关系表达式（11）。
由此，确定了上述压气机效率评估方法中使用的公式（1）中的常数a、b。任意转速N2Rs下，压气机进口雷诺数由Rer变化为Rex的过程中，压气机的多变效率由ηr变化为ηx。雷诺数与多变效率之间满足公式（1）所表示的函数关系。至此，可以进一步应用于后续科研、生产活动中，压气机进口雷诺数对压气机效率影响的修正工作。
应用于实际科研生产过程中压气机进口雷诺数对效率影响的修正工作时，若在任意一个转速下N2Rs下，已知雷诺数Rer工况（作为参考工况的示例）下压气机的等熵效率为ηisenr，想要获取雷诺数Rex工况（作为预定工况的示例）下压气机的等熵效率ηisenx，其计算修正过程可以这样执行。上述压气机效率评估方法中，步骤S1中可以利用公式（7）将等熵效率ηisenr转化为多变效率ηr，借此获得参考多变效率ηr。然后，再执行步骤S2，以计算待定多变效率ηx。然后，根据上述公式（2）将待定多变效率ηx转换为待定等熵效率ηisenx。
由此，可以获得雷诺数Rex工况下压气机的等熵效率ηisenx。
上述压气机效率评估方法及系统可以基于有限转速下雷诺数对压气机效率影响的试验数据，获取其他转速下雷诺数对压气机效率影响的结果。上述压气机效率评估方法可以基于有限工况下的试验数据，获得全工况范围内转速、雷诺数及效率函数关系式，可以有效地降低试验成本。上述压气机效率评估方法可以作为完整系统的雷诺数修正方法，可以将部件雷诺数试验结果应用到发动机整机，工程可操作性强，对科研生产工作具有重要的实际意义。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种压气机效率评估方法，用于评估预定工况下的压气机效率，其特征在于，包括：
获取所述预定工况下的预定雷诺数，并且获取参考工况下的参考雷诺数以及参考多变效率，其中，所述参考工况下的转速与所述预定工况下的转速相同；
通过下述公式来确定所述预定工况下的待定多变效率：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中，ηx是需要确定的所述预定工况下的所述待定多变效率，Rex是已获取的所述预定雷诺数，ηr、Rer分别是所述参考多变效率以及所述参考雷诺数，a、b均是已确定的常数，N2Rs是所述参考工况或所述预定工况下的转速；
根据所述待定多变效率，确定所述预定工况下的待定等熵效率，借此评估所述压气机效率；
其中，根据下述公式确定所述待定等熵效率：
Figure 286907DEST_PATH_IMAGE002
其中，ηisenx是需要确定的所述待定等熵效率，P2/P1是已获取的压气机出口总压与压气机进口总压的比值，k是气体的比热容比。
2.如权利要求1所述的压气机效率评估方法，其特征在于，
所述效率评估方法中使用的转速均是相对换算转速。
3.如权利要求1所述的压气机效率评估方法，其特征在于，
a和b通过下述步骤确定：
步骤S1、确定多个转速，对应每个转速，开展若干雷诺数的压气机部件性能试验，获取试验数据；
步骤S2、根据所述试验数据，针对每个转速，通过拟合获取流动损失相关系数与雷诺数相关系数之间的线性比例系数；
步骤S3、通过拟合获取线性比例系数与转速之间的线性关系表达式，借此确定a、b。
4.如权利要求3所述的压气机效率评估方法，其特征在于，
步骤S3中，所述线性关系表达式如下：
Ki=a*N2Ri+b
其中，a、b是需要确定的常数，N2Ri是转速，Ki是对应N2Ri的线性比例系数，后缀i表示第i个转速，i=1、2、3…。
5.如权利要求3所述的压气机效率评估方法，其特征在于，
步骤S2中的流动损失相关系数和雷诺数相关系数定义如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
LossR、ReR分别是流动损失相关系数和雷诺数相关系数，η1、ηj分别是对应第1工况、第j工况的多变效率，Re1、Rej分别是对应所述第1工况、所述第j工况的雷诺数。
6.如权利要求3所述的压气机效率评估方法，其特征在于，
所述参考工况下的所述参考雷诺数以及所述参考多变效率根据步骤S1中获取的所述试验数据来确定。
7.如权利要求3所述的压气机效率评估方法，其特征在于，
步骤S1中，通过改变压气机进口节流比来实现雷诺数的变化。
8.一种压气机效率评估系统，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于执行所述程序；
其特征在于，当所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1至7中任一项所述的压气机效率评估方法。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1995437A1 (fr) * 2007-05-24 2008-11-26 Peugeot Citroen Automobiles SA Procédé d'estimation du rendement volumétrique d'un moteur à combustion interne
CN102680226A (zh) * 2012-06-12 2012-09-19 中国科学院工程热物理研究所 一种水平轴风力机专用翼型性能评估方法
DE102012106657A1 (de) * 2012-04-23 2013-10-24 Endress + Hauser Flowtec Ag Verfahren zum thermischen Bestimmen eines Massedurchflusses eines gasförmigen Mediums und thermischer Massedurchflussmesser
CN109146323A (zh) * 2018-09-12 2019-01-04 国网辽宁省电力有限公司 风机效率评估方法、装置及计算机存储介质
CN110702363A (zh) * 2019-10-22 2020-01-17 西北工业大学 针对雷诺数影响的高空螺旋桨风洞试验数据修正方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6293753B1 (en) * 2000-03-03 2001-09-25 Motorola Air moving apparatus and method of optimizing performance thereof
US20070244680A1 (en) * 2006-04-12 2007-10-18 Mingde Su Turbulence modeling using unstructured mesh system
US20150199495A1 (en) * 2014-01-14 2015-07-16 Charles C. Solvason Performance analysis and monitoring of radial turbomachinery
WO2019144337A1 (zh) * 2018-01-25 2019-08-01 大连理工大学 一种基于深度学习算法的航空发动机全包线模型自适应修正方法
CN109190283B (zh) * 2018-09-20 2023-03-14 中国科学院工程热物理研究所 一种考虑高湍流自由来流效应的风力机翼型气动优化方法
CN110472311B (zh) * 2019-07-29 2020-11-06 中国航发沈阳发动机研究所 一种针对变循环核心压缩系统的高压压气机性能评估方法
CN111651831B (zh) * 2020-04-13 2022-04-08 北京航空航天大学 飞行器定常粘性可压缩绕流的分区扰动域更新计算方法
CN111709194A (zh) * 2020-04-29 2020-09-25 北京航空航天大学 特种介质压气机的特性预测方法
CN112115576B (zh) * 2020-07-30 2024-04-02 西安交通大学 一种轴流压缩机缩尺过程多变效率修正方法和系统
CN112268011B (zh) * 2020-12-15 2022-04-01 中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司 多级轴流压气机气动性能预估方法和装置
CN112800663A (zh) * 2021-01-03 2021-05-14 复旦大学 基于神经网络的航空发动机压气机转子叶片的反设计方法
CN113297705B (zh) * 2021-04-22 2023-02-14 西北工业大学 一种根据设计指标预测压气机特性的方法
CN113378359B (zh) * 2021-05-24 2023-01-24 东风柳州汽车有限公司 一种发动机油耗优劣及整车传动效率的评估方法及装置
CN113738688B (zh) * 2021-08-23 2023-05-16 广州发展太平能源站有限公司 一种压气机效率的测量方法、装置、终端及存储介质
CN114021271A (zh) * 2021-10-22 2022-02-08 北京航空航天大学 考虑雷诺数效应的燃气涡轮性能试验结果修正方法及装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1995437A1 (fr) * 2007-05-24 2008-11-26 Peugeot Citroen Automobiles SA Procédé d'estimation du rendement volumétrique d'un moteur à combustion interne
DE102012106657A1 (de) * 2012-04-23 2013-10-24 Endress + Hauser Flowtec Ag Verfahren zum thermischen Bestimmen eines Massedurchflusses eines gasförmigen Mediums und thermischer Massedurchflussmesser
CN102680226A (zh) * 2012-06-12 2012-09-19 中国科学院工程热物理研究所 一种水平轴风力机专用翼型性能评估方法
CN109146323A (zh) * 2018-09-12 2019-01-04 国网辽宁省电力有限公司 风机效率评估方法、装置及计算机存储介质
CN110702363A (zh) * 2019-10-22 2020-01-17 西北工业大学 针对雷诺数影响的高空螺旋桨风洞试验数据修正方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
有关轴流压气机效率问题的探讨;任铭林等;《燃气涡轮试验与研究》;20091115(第04期);第13-18页 *
考虑压气机动静干涉效应的非设计工况性能数值模拟;赵养正等;《推进技术》;20061028(第05期);第40-43、48页 *
雷诺数对带蜗壳的离心压气机内部流场影响研究;陈浮等;《推进技术》;20130715(第07期);第51-57页 *

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