CN118153476A - 航空发动机燃油系统稳态液动力注入及固有频率分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种航空发动机燃油系统稳态液动力注入及固有频率分析方法，利用该方法可以直接将稳态液动力添加到AMESim仿真模型中，这样便可直接分析系统频率特性与稳态液动力之间的关系，同时使模型更接近于工程实际。之后给出了利用AMESim线性分析工具对系统的固有频率进行仿真分析的一套基本流程与方法，基于该方法可通过仿真的手段找出影响系统频率的主要因素从而找到系统脉动的问题所在。基于本发明，通过AMESim仿真得到的加力燃油计量流量的控制精度在±3％以内，各区计量流量仿真结果与试验结果误差在±5％以内；得到各区计量模块的固有频率与该区对应计量活门的固有频率基本保持一致，符合理论预期结果。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机建模与仿真技术领域，具体为一种基于系统模型的航空发动机燃油系统稳态液动力注入及固有频率分析方法。
背景技术
航空发动机加力燃油系统是极为重要和复杂的液压组件。由于我国早期对航空发动机机械液压系统主要以测仿为主，很多燃油系统的结构及机理尚未明确，因此早期会存在许多液压组件性能与整个航空发动机控制系统不协调、不匹配的问题，针对这一问题传统设计和优化方法通常采用试验验证液压组件性能及其在航空发动机控制系统内的匹配性。由于航空发动机工作环境苛刻，性能指标要求高，试验法导致设计优化周期长，代价大，所以建立相应的仿真模型，并对系统进行仿真分析是缩短研发周期的重要手段。
某型加力燃油计量模块负责接收电子控制器的指令信号，调节供往发动机燃烧室的燃油流量。加力燃油计量模块的组成单元主要包括各种类型的活门、弹簧、活塞、电液伺服阀、LVDT、油路等。为直观分析便于后续建模、故障等相关研究，将加力燃油计量模块划分为0区计量模块(0区计量活门、0区等压差活门)、1区计量模块(1区计量活门、1区等压差活门)、1区执行模块等。目前对加力燃油模块主要基于AMESim软件，通过机理法分部件进行建模仿真。若滑阀设计合理和使用得当的情况下，在建模过程中其受到的各种液动力可忽略不计，但如果系统出现脉动，当液流流经滑阀阀腔和阀口时，由于液流速度改变，会产生稳态液动力阻碍滑阀开口的增大，会导致控制系统执行元件实际开度与仿真开度有着较大的差异，这时受到的稳态液动力就不可忽略不计。为此，不少学者采用先导式结构、多排径向小孔代替全周阀口等方式补偿稳态液动力，但这样做仅仅是便于建模，忽视了稳态液动力自身参数变化(如射流角等)对系统带来的影响，都未从根源上解决问题，使用的仿真模型仍未考虑稳态液动力对模型带来的影响。
发明内容
目前很多燃油系统出现了系统脉动等问题，即系统频率与某个液压元件频率相近产生共振现象，初步分析发现脉动现象与液体组件的各个性能参数有关，除此之外还与滑阀组件的稳态液动力有着直接的关系。近年来不少学者对稳态液动力进行仿真、分析、计算等，但都采用补偿等方法(如改变射流角、优化活门结构等)进行消除，未将其添加到仿真模型中进行修正。同时为解决近年来频繁出现的燃油系统脉动等问题，需要对燃油系统组件及整体的频率特性进行仿真分析，而目前对系统频率的分析方法大多停留在理论与试验阶段，大多数并未通过建模软件进行实际的仿真分析。
为解决现有技术中存在的对稳态液动力仅进行补偿导致模型精度不高的问题，本发明提出一种航空发动机燃油系统稳态液动力注入方法，利用该方法可以直接将稳态液动力添加到AMESim仿真模型中，这样便可直接分析系统频率特性与稳态液动力之间的关系，同时使模型更接近于工程实际。之后给出了利用AMESim线性分析工具对系统的固有频率进行仿真分析的一套基本流程与方法，基于该方法可通过仿真的手段找出影响系统频率的主要因素从而找到系统脉动的问题所在。
本发明的技术方案为：
所述一种航空发动机燃油系统稳态液动力注入及固有频率分析方法，包括以下步骤：
步骤1：在三维软件中建立航空发动机燃油系统加力燃油计量模块中0/1区等压差活门的三维模型，并提取0/1区等压差活门的流场域；将0/1区等压差活门流场域导入到流体仿真计算软件中仿真计算得到等压差活门各个开度下阀芯所受的稳态液动力；
步骤2：根据步骤1中在三维软件中建立的航空发动机燃油系统加力燃油计量模块中0/1区等压差活门的三维模型，对其中管路长度、型孔大小、腔体长度进行测量，并根据元部件的结构，以及流量连续及力平衡的原理完成对0/1区等压差活门的AMESim建模仿真和添加稳态液动力；
步骤3：在三维软件中建立航空发动机燃油系统加力燃油计量模块中0/1区计量活门的三维模型，并提取0/1区计量活门的流场域；将0/1区计量活门流场域导入到流体仿真计算软件中仿真计算得到计量活门各个开度下阀芯所受的稳态液动力；
步骤4：根据步骤3中在三维软件中建立的航空发动机燃油系统加力燃油计量模块中0/1区计量活门的三维模型，对其中管路长度、型孔大小、腔体长度进行测量，并根据元部件的结构，以及流量连续及力平衡的原理完成对0/1区计量活门的AMESim建模仿真和添加稳态液动力；
步骤5：根据三维软件中0/1区等压差活门以及0/1区计量活门的管路结构，在AMESim中将各模块进行管路连接，并对软参数进行调试，直至仿真得到的航空发动机燃油系统加力燃油计量模块中的供油量与试验所得供油量误差在设定范围以内；
步骤6：利用线性分析工具对0区计量模块和1区计量模块固有频率进行分析。
进一步的，步骤1中提取0/1区等压差活门流场域的具体过程为：
使用三维软件创建包含0/1区等压差活门的矩形实体模型，与0/1区等压差活门模型分别求交以及求和得到模型1以及模型2，模型1为初步提取的0/1区等压差活门的流场域；用模型2与模型1作差得到对应的管路模型记为模型3；基于模型3对初步提取的0/1区等压差活门流场域进行修剪，并将修剪后的模型导出为.xt文件；将修剪后的模型1导入到SpaceClaim软件中完成流道抽取，之后将模型导出为.scdoc文件，得到0/1区等压差活门流场域。
进一步的，步骤1中，仿真计算得到等压差活门各个开度下阀芯所受的稳态液动力的过程为：
在流体仿真计算软件中对0/1区等压差活门流场域采用meshing操作进行网格划分，并对划分好的结构进行面定义；
在流体仿真计算软件的仿真界面中，设置求解器、离散化方式、控制方程、流体介质以及边界条件；
在流体仿真计算软件中，对各个开度下的等压差活门进行仿真，得到对应工况下的入口压力和出口压力，采用压力面积分方法得到对应工况下阀芯所受稳态液动力。
进一步的，步骤2的具体过程为：
步骤2.1：基于0/1区等压差活门的结构原理图建立对应的力平衡方程及流量连续方程；
步骤2.2：根据0/1区等压差活门的三维模型，测量0/1区等压差活门模型中的的管路长度、型孔大小、腔体长度数据；
步骤2.3：根据力平衡、流量连续方程及管路模型，建立该区等压差活门的AMESim仿真模型；
步骤2.4：在AMESim仿真模型中，添加步骤1流场仿真得到的稳态液动力；
步骤2.5：在AMESim模型中设定等压差活门的位移进行阶跃变化，仿真验证等压差活门稳态及动态性能指标是否符合要求，若符合要求，则导出得到0/1区等压差活门的AMESim仿真模型，若不符合要求，则返回步骤2.3，重新建立AMESim仿真模型。
进一步的，步骤2.4中，具体的添加流程为：在AMESim中找到对应的滑阀模型，将jet force coefficient液动力系数设置为1，步骤1中得到的稳态液动力根据如下式的计算公式转换为对应的射流角，并在jet angle中进行设置；
式中，Fjet为稳态液动力，Cq为流量系数，A(xspool)为活门开度，ΔP为进出口压差，θ为射流角。
进一步的，步骤3中提取0/1区计量活门流场域的具体过程为：
使用三维软件创建包含0/1区计量活门的矩形实体模型，与0/1区计量活门模型分别求交以及求和得到模型4以及模型5，模型4为初步提取的0/1区计量活门的流场域；用模型5与模型4作差得到对应的管路模型记为模型6；基于模型6对初步提取的0/1区计量活门流场域进行修剪，并将修剪后的模型导出为.xt文件；将修剪后的模型4导入到SpaceClaim软件中，采用菜单栏“准备”中的“体积抽取”进行流道抽取，之后将模型导出为.scdoc文件，得到0/1区计量活门流场域。
进一步的，步骤3中，仿真计算得到计量活门各个开度下阀芯所受的稳态液动力的过程为：
在流体仿真计算软件中对0/1区计量活门流场域采用meshing模块进行网格划分，并对划分好的结构进行面定义；
在流体仿真计算软件的仿真界面中，设置求解器、离散化方式、控制方程、流体介质以及边界条件；
在流体仿真计算软件中，对各个开度下的计量活门进行仿真，得到对应工况下的入口压力和出口压力，采用压力面积分方法得到对应工况下阀芯所受稳态液动力。
进一步的，将求解器设置为基于压力的求解器，将开始界面设置求解为3D模型求解；并选取Standard k-ε湍流模型和二阶迎风格式进行离散化，设置控制方程采用simple进行仿真计算；将流体介质设置为液压油，密度为780kg/m3，动力粘度为0.0011076kg/m.s；边界条件均采用压力进出口进行设置。
进一步的，步骤4的具体过程为：
步骤4.1：基于0/1区计量活门的结构原理图建立对应的力平衡方程及流量连续方程；
步骤4.2：根据0/1区计量活门的三维模型，测量0/1区计量活门模型中的的管路长度、型孔大小、腔体长度数据；
步骤4.3：根据力平衡、流量连续方程及管路模型，建立该区计量活门的AMESim仿真模型；
步骤4.4：在计量活门的AMESim仿真模型中，添加步骤3流场仿真得到的稳态液动力；
步骤4.5：设定电液伺服阀的输入阶跃信号，仿真验证计量活门动态性能指标是否符合要求；若符合要求，则导出得到0/1区计量活门的AMESim仿真模型，若不符合要求，则返回步骤4.3，重新建立计量活门的AMESim仿真模型。
进一步的，步骤6的具体过程为：
对0区计量模块以及1区计量模块固有频率进行分析的过程为：
基于建立的0区或1区计量模块AMESim仿真模型，进入线性分析模式，将0区或1区计量模块以外的元部件状态变量设置为fixed state，将其他元部件状态变量设置为控制变量和观测变量；进行线性化时间仿真设置，并相应的线性化时间点进行线性化操作，得到对应的Bode图和Nyquist曲线，确定0区或1区计量模块的固有频率；并对选定的固有频率进行模态分析，根据各个参数对固有频率的影响，确定主要影响因素；最后进行批处理仿真得到各影响因素的量级关系。
有益效果
基于本发明，通过AMESim仿真得到的加力燃油计量流量的控制精度在±3％以内，各区计量流量仿真结果与试验结果误差在±5％以内；得到各区计量模块的固有频率与该区对应计量活门的固有频率基本保持一致，符合理论预期结果。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为基于系统模型的航空发动机稳态液动力注入及固有频率分析方法整体的流程图；
图2为流场域的提取流程图；
图3为AMESim建模仿真的流程图；
图4为稳态液动力的添加流程图；
图5为模型的动态仿真分析结果图；
图6为线性分析工具的使用流程图；
图7为模型示意图；(a)模型1示意图，(b)模型2示意图，(c)模型3示意图；
图8为0区等压差模块稳态特性仿真结果；
图9为0区计后压力阶跃响应曲线。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明提出一种航空发动机燃油系统稳态液动力注入方法，利用该方法可以直接将稳态液动力添加到AMESim仿真模型中，这样便可直接分析系统频率特性与稳态液动力之间的关系，同时使模型更接近于工程实际。之后给出了利用AMESim线性分析工具对系统的固有频率进行仿真分析的一套基本流程与方法，基于该方法可通过仿真的手段找出影响系统频率的主要因素从而找到系统脉动的问题所在。并且该方法还适用于其他燃油控制系统，具有一般性。
具体包括以下步骤：
步骤1：在UG软件中建立0/1区等压差活门的三维模型，根据0/1区等压差活门的三维模型，在UG软件提取0/1区等压差活门的流场域，并将流场域导入到Fluent软件中仿真计算得到等压差活门各个开度下阀芯所受的稳态液动力。
步骤1.1：使用UG创建一个包含0/1区等压差活门的矩形实体模型，与0/1区等压差活门模型分别求交与和得到的模型记为模型1与模型2，模型1即为初步提取的0/1区等压差活门的流场域；用模型2与模型1作差即可得到该三维模型对应的管路模型记为模型3；基于模型3对初步流场域进行修剪，并将修建后的模型导出为.xt文件。模型1、模型2以及模型3如图7所示。
步骤1.2：将修剪后的模型1导入到SpaceClaim软件中完成流道抽取，之后将模型导出为.scdoc文件，得到0/1区等压差活门流场域；
步骤1.3：在Fluent软件中对步骤1.2导出的模型文件采用meshing操作进行四面体网格划分，并对划分好的结构进行面的定义：将整个体定义为fluid流体域，进出口面分别定义为inlet、outlet，除进出口面的其他面定义为wall(壁面)，同时完成对网格质量的检查；
步骤1.4：进入Fluent仿真界面，将求解器设置为基于压力的求解器，将开始界面设置求解为3D模型求解；并选取Standard k-ε湍流模型和二阶迎风格式进行离散化，设置控制方程采用simple进行仿真计算；将流体介质设置为液压油，密度为780kg/m3，动力粘度为0.0011076kg/m.s；边界条件均采用压力进出口进行设置；
步骤1.5：对特定开度下的等压差活门进行仿真，可得对应工况下的入口压力和出口压力，采用压力面积分的算法可得阀芯此时所受稳态液动力；
步骤1.6：重复步骤1.5的过程可得等压差活门不同开度下的阀芯稳态液动力并对其进行存储。
步骤2：根据步骤1中在UG中建立的三维模型，对其中管路长度、型孔大小、腔体长度进行测量，并根据元部件的结构，以及流量连续及力平衡的原理完成对0/1区等压差活门的AMESim建模仿真和添加稳态液动力。
步骤2.1：基于0/1区等压差活门的结构原理图建立对应的力平衡方程及流量连续方程；
步骤2.2：根据提取的模型1与模型3测量0/1区等压差活门模型中的管路长度、型孔大小、腔体长度等数据参数；
步骤2.3：根据力平衡、流量连续方程及管路模型(模型3)建立该区等压差活门的AMESim仿真模型；
步骤2.4：在等压差活门的AMESim仿真模型中，添加步骤1流场仿真得到的稳态液动力。具体的添加流程为：在AMESim中找到对应的滑阀模型，将jet force coefficient液动力系数设置为1，步骤1中Fluent仿真得到的稳态液动力根据如下式的计算公式转换为对应的射流角，在jet angle中进行设置；
式中，Fjet为稳态液动力，Cq为流量系数，A(xspool)为活门开度，ΔP为进出口压差，θ为射流角。
步骤2.5：根据技术指标要求，0区等压差活门压差值约在0.63～0.67MPa，动态性能指标要求在±5％以内，因此在AMESim模型中设定等压差活门的位移进行阶跃变化，仿真验证等压差活门稳态及动态性能指标是否符合要求，若符合要求，则导出得到0/1区等压差活门的AMESim仿真模型，若不符合要求，则返回步骤2.3，重新建立AMESim仿真模型。本实施例中，仿真验证结果如图8和图9所示，其压差稳态值在0.65MPa，压力进行阶跃变化时其超调量均在5％以内，调节时间在0.2s左右，动态性能良好，响应速度较快，各项性能指标均符合要求。
步骤3：在UG软件中建立0/1区计量活门的三维模型，根据0/1区计量活门的三维模型，在UG软件提取0/1区计量活门的流场域，并将流场域导入到Fluent软件中仿真计算得到计量活门各个开度下阀芯所受的稳态液动力。
步骤3.1：使用UG创建一个包含0/1区计量活门的矩形实体模型，与0/1区计量活门模型分别求交与和得到的模型记为模型4与模型5，模型4即为初步提取的0/1区计量活门的流场域；用模型5与模型4作差即可得到该三维模型对应的管路模型记为模型6；基于模型6对初步提取的0/1区计量活门的流场域进行修剪，并将修建后的模型导出为.xt文件。
步骤3.2：将修剪后的模型4导入到SpaceClaim软件中，采用菜单栏“准备”中的“体积抽取”进行流道抽取，之后将模型导出为.scdoc文件，得到0/1区计量活门流场域；
步骤3.3：在Fluent软件中打开Workbench插件，对步骤3.2导出的模型文件采用meshing模块进行网格划分，并对划分好的结构进行面的定义：将整个体定义为fluid流体域，进出口面分别定义为inlet、outlet，除进出口面的其他面定义为wall(壁面)，同时完成对网格质量的检查；
步骤3.4：进入Fluent仿真界面，将求解器设置为基于压力的求解器，将开始界面设置求解为3D模型求解；并选取Standard k-ε湍流模型和二阶迎风格式进行离散化，设置控制方程采用simple进行仿真计算；将流体介质设置为液压油，密度为780kg/m3，动力粘度为0.0011076kg/m.s；边界条件均采用压力进出口进行设置；
步骤3.5：对特定开度下的计量活门进行仿真，可得对应工况下的入口压力和出口压力，采用压力面积分的算法可得阀芯此时所受稳态液动力；
步骤3.6：更改进出口压力，重复步骤3.5的过程可得计量活门不同开度下的阀芯稳态液动力并对其进行存储。
步骤4：根据步骤3中在UG中建立的三维模型，对其中管路长度、型孔大小、腔体长度进行测量，并根据元部件的结构，以及流量连续及力平衡的原理完成对0/1区计量活门的AMESim建模仿真和添加稳态液动力。
步骤4.1：基于0/1区计量活门的结构原理图建立对应的力平衡方程及流量连续方程；
步骤4.2：根据提取的模型4与模型6测量0/1区计量活门模型中的管路长度、型孔大小、腔体长度等数据参数；
步骤4.3：根据力平衡、流量连续方程及管路模型(模型6)建立该区计量活门的AMESim仿真模型；
步骤4.4：在计量活门的AMESim仿真模型中，添加步骤3流场仿真得到的稳态液动力。具体的添加流程为：在AMESim中找到对应的滑阀模型，在flow force definition中选择稳态液动力的定义方式为“user defined”用户自定义，将Fluent仿真得到的稳态液动力根据计算公式转换为对应的射流角，在jet angle中进行设置；
式中，Fjet为稳态液动力，Cq为流量系数，A(xspool)为活门开度，ΔP为进出口压差，θ为射流角。
步骤4.5：设定电液伺服阀的输入阶跃信号，仿真验证计量活门动态性能指标(超调量≤3％，调节时间＜0.5s)是否符合要求；若符合要求，则导出得到0/1区计量活门的AMESim仿真模型，若不符合要求，则返回步骤4.3，重新建立计量活门的AMESim仿真模型。
步骤5：根据UG中的管路结构(模型3与模型6)，在AMESim中将各模块进行管路连接，对模型中的相关软参数(弹簧预紧力，电液伺服阀响应时间等)进行相应的调试，直至模型仿真得到的供油量与试验所得供油量误差在±5％以内，最终结果见附图5所示。
步骤6：利用线性分析工具对0区计量模块固有频率进行分析：
步骤6.1：基于建立的0区计量模块AMESim仿真模型(包括0区等压差活门的AMESim仿真模型和0区计量活门的AMESim仿真模型)，在系统菜单“Simulation”栏下的“LinearAnalysis”子菜单进入线性分析模式；
步骤6.2：将0区计量模块以外的元部件状态变量设置为fixed state，将其他元部件状态变量设置为控制变量和观测变量；
步骤6.3：点击“LA Times”进行系统线性化时间仿真设置；
步骤6.4：点击“Start a simulation”，在系统相应的线性化时间点进行线性化操作；点击“Plot”可观察对应的Bode图和Nyquist曲线，确定0区计量模块的固有频率；
步骤6.5：点击“Modal shapes”对选定的固有频率进行模态分析，查看其中各个参数对固有频率的影响，可确定主要影响因素；最后对需要研究的参数进行相关设置，采用“batch run parameters”进行批处理仿真找出各影响因素的量级关系。
步骤7：利用线性分析工具对1区计量模块固有频率进行分析：
步骤7.1：基于建立的1区计量模块AMESim仿真模型(包括1区等压差活门的AMESim仿真模型和1区计量活门的AMESim仿真模型)，在系统菜单“Simulation”栏下的“LinearAnalysis”子菜单进入线性分析模式；
步骤7.2：将1区计量模块以外的元部件状态变量设置为fixed state，将其他元部件状态变量设置为控制变量和观测变量；
步骤7.3：点击“LA Times”进行系统线性化时间仿真设置；
步骤7.4：点击“Start a simulation”，在系统相应的线性化时间点进行线性化操作；点击“Plot”可观察对应的Bode图和Nyquist曲线，确定1区计量模块的固有频率；
步骤7.5：点击“Modal shapes”对选定的固有频率进行模态分析，查看其中各个参数对固有频率的影响，可确定主要影响因素；最后对需要研究的参数进行相关设置，采用“batch run parameters”进行批处理仿真找出各影响因素的量级关系。
本实施例通过部件法和机理法建立了某型航空发动机加力燃油计量模块的AMESim仿真模型，同时利用Fluent等软件进行相关部件的流域建模并在AMESim中完成了对应的稳态液动力的添加，并根据相关参数搭建了试验系统验证了仿真模型的准确性与精度。之后基于建立的仿真模型利用线性分析工具各区对应的固有频率，并借助模态分析工具及批处理仿真得到了各区对应固有频率的主要影响因素，最后结合理论推导，从工程角度给出了优化系统固有频率的方法。而且上述分析、解决问题的方法具有一般性，可迁移到航空发动机其他燃油系统元部件的AMESim仿真建模及固有频率分析中。
结果显示，通过AMESim仿真得到的加力燃油计量流量的控制精度在±3％以内，各区计量流量仿真结果与试验结果误差在±5％以内；得到各区计量模块的固有频率与该区对应计量活门的固有频率基本保持一致，符合理论预期结果。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种航空发动机燃油系统稳态液动力注入及固有频率分析方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：在三维软件中建立航空发动机燃油系统加力燃油计量模块中0/1区等压差活门的三维模型，并提取0/1区等压差活门的流场域；将0/1区等压差活门流场域导入到流体仿真计算软件中仿真计算得到等压差活门各个开度下阀芯所受的稳态液动力；
步骤2：根据步骤1中在三维软件中建立的航空发动机燃油系统加力燃油计量模块中0/1区等压差活门的三维模型，对其中管路长度、型孔大小、腔体长度进行测量，并根据元部件的结构，以及流量连续及力平衡的原理完成对0/1区等压差活门的AMESim建模仿真和添加稳态液动力；
步骤3：在三维软件中建立航空发动机燃油系统加力燃油计量模块中0/1区计量活门的三维模型，并提取0/1区计量活门的流场域；将0/1区计量活门流场域导入到流体仿真计算软件中仿真计算得到计量活门各个开度下阀芯所受的稳态液动力；
步骤4：根据步骤3中在三维软件中建立的航空发动机燃油系统加力燃油计量模块中0/1区计量活门的三维模型，对其中管路长度、型孔大小、腔体长度进行测量，并根据元部件的结构，以及流量连续及力平衡的原理完成对0/1区计量活门的AMESim建模仿真和添加稳态液动力；
步骤5：根据三维软件中0/1区等压差活门以及0/1区计量活门的管路结构，在AMESim中将各模块进行管路连接，并对软参数进行调试，直至仿真得到的航空发动机燃油系统加力燃油计量模块中的供油量与试验所得供油量误差在设定范围以内；
步骤6：利用线性分析工具对0区计量模块和1区计量模块固有频率进行分析。
2.根据权利要求1所述一种航空发动机燃油系统稳态液动力注入及固有频率分析方法，其特征在于：步骤1中提取0/1区等压差活门流场域的具体过程为：
使用三维软件创建包含0/1区等压差活门的矩形实体模型，与0/1区等压差活门模型分别求交以及求和得到模型1以及模型2，模型1为初步提取的0/1区等压差活门的流场域；用模型2与模型1作差得到对应的管路模型记为模型3；基于模型3对初步提取的0/1区等压差活门流场域进行修剪，并将修剪后的模型导出为.xt文件；将修剪后的模型1导入到SpaceClaim软件中完成流道抽取，之后将模型导出为.scdoc文件，得到0/1区等压差活门流场域。
3.根据权利要求1所述一种航空发动机燃油系统稳态液动力注入及固有频率分析方法，其特征在于：步骤1中，仿真计算得到等压差活门各个开度下阀芯所受的稳态液动力的过程为：
在流体仿真计算软件中对0/1区等压差活门流场域采用meshing操作进行网格划分，并对划分好的结构进行面定义；
在流体仿真计算软件的仿真界面中，设置求解器、离散化方式、控制方程、流体介质以及边界条件；
在流体仿真计算软件中，对各个开度下的等压差活门进行仿真，得到对应工况下的入口压力和出口压力，采用压力面积分方法得到对应工况下阀芯所受稳态液动力。
4.根据权利要求1所述一种航空发动机燃油系统稳态液动力注入及固有频率分析方法，其特征在于：步骤2的具体过程为：
步骤2.1：基于0/1区等压差活门的结构原理图建立对应的力平衡方程及流量连续方程；
步骤2.2：根据0/1区等压差活门的三维模型，测量0/1区等压差活门模型中的的管路长度、型孔大小、腔体长度数据；
步骤2.3：根据力平衡、流量连续方程及管路模型，建立该区等压差活门的AMESim仿真模型；
步骤2.4：在AMESim仿真模型中，添加步骤1流场仿真得到的稳态液动力；
步骤2.5：在AMESim模型中设定等压差活门的位移进行阶跃变化，仿真验证等压差活门稳态及动态性能指标是否符合要求，若符合要求，则导出得到0/1区等压差活门的AMESim仿真模型，若不符合要求，则返回步骤2.3，重新建立AMESim仿真模型。
5.根据权利要求4所述一种航空发动机燃油系统稳态液动力注入及固有频率分析方法，其特征在于：步骤2.4中，具体的添加流程为：在AMESim中找到对应的滑阀模型，将jetforce coefficient液动力系数设置为1，步骤1中得到的稳态液动力根据如下式的计算公式转换为对应的射流角，并在jet angle中进行设置；
式中，Fjet为稳态液动力，Cq为流量系数，A(xspool)为活门开度，ΔP为进出口压差，θ为射流角。
6.根据权利要求1所述一种航空发动机燃油系统稳态液动力注入及固有频率分析方法，其特征在于：步骤3中提取0/1区计量活门流场域的具体过程为：
使用三维软件创建包含0/1区计量活门的矩形实体模型，与0/1区计量活门模型分别求交以及求和得到模型4以及模型5，模型4为初步提取的0/1区计量活门的流场域；用模型5与模型4作差得到对应的管路模型记为模型6；基于模型6对初步提取的0/1区计量活门流场域进行修剪，并将修剪后的模型导出为.xt文件；将修剪后的模型4导入到SpaceClaim软件中，采用菜单栏“准备”中的“体积抽取”进行流道抽取，之后将模型导出为.scdoc文件，得到0/1区计量活门流场域。
7.根据权利要求1所述一种航空发动机燃油系统稳态液动力注入及固有频率分析方法，其特征在于：步骤3中，仿真计算得到计量活门各个开度下阀芯所受的稳态液动力的过程为：
在流体仿真计算软件中对0/1区计量活门流场域采用meshing模块进行网格划分，并对划分好的结构进行面定义；
在流体仿真计算软件的仿真界面中，设置求解器、离散化方式、控制方程、流体介质以及边界条件；
在流体仿真计算软件中，对各个开度下的计量活门进行仿真，得到对应工况下的入口压力和出口压力，采用压力面积分方法得到对应工况下阀芯所受稳态液动力。
8.根据权利要求3或7所述一种航空发动机燃油系统稳态液动力注入及固有频率分析方法，其特征在于：将求解器设置为基于压力的求解器，将开始界面设置求解为3D模型求解；并选取Standard k-ε湍流模型和二阶迎风格式进行离散化，设置控制方程采用simple进行仿真计算；将流体介质设置为液压油，密度为780kg/m3，动力粘度为0.0011076kg/m.s；边界条件均采用压力进出口进行设置。
9.根据权利要求1所述一种航空发动机燃油系统稳态液动力注入及固有频率分析方法，其特征在于：步骤4的具体过程为：
步骤4.1：基于0/1区计量活门的结构原理图建立对应的力平衡方程及流量连续方程；
步骤4.2：根据0/1区计量活门的三维模型，测量0/1区计量活门模型中的的管路长度、型孔大小、腔体长度数据；
步骤4.3：根据力平衡、流量连续方程及管路模型，建立该区计量活门的AMESim仿真模型；
步骤4.4：在计量活门的AMESim仿真模型中，添加步骤3流场仿真得到的稳态液动力；
步骤4.5：设定电液伺服阀的输入阶跃信号，仿真验证计量活门动态性能指标是否符合要求；若符合要求，则导出得到0/1区计量活门的AMESim仿真模型，若不符合要求，则返回步骤4.3，重新建立计量活门的AMESim仿真模型。
10.根据权利要求1所述一种航空发动机燃油系统稳态液动力注入及固有频率分析方法，其特征在于：步骤6的具体过程为：
对0区计量模块以及1区计量模块固有频率进行分析的过程为：
基于建立的0区或1区计量模块AMESim仿真模型，进入线性分析模式，将0区或1区计量模块以外的元部件状态变量设置为fixed state，将其他元部件状态变量设置为控制变量和观测变量；进行线性化时间仿真设置，并相应的线性化时间点进行线性化操作，得到对应的Bode图和Nyquist曲线，确定0区或1区计量模块的固有频率；
并对选定的固有频率进行模态分析，根据各个参数对固有频率的影响，确定主要影响因素；最后进行批处理仿真得到各影响因素的量级关系。
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