航空发动机性能仿真
基于T-MATS模块的航空发动机仿真建模
Internal Combustion Engine&Parts0引言航空发动机被誉为“现代工业皇冠上的皇冠”，是一个国家工业基础和科技水平的集中体现，其研制需要投入大量的时间和资金，而航空发动机模型则能有效缩短其研制周期、降低成本和风险，对于发动机性能分析和控制系统研发等起着重要作用。
目前，国内工程应用较多的航空发动机性能仿真模型主要是GasTurb[1]商用软件，其缺点在于代码封闭，用户无法根据需求修改程序，也不易兼容控制系统设计等多学科任务。
而NASA公开源代码的T-MATS[2]模块，可视化用户可以对其进行任意修改，使用灵活方便，且基于MATLAB/Simulink平台使得模块的应用方式和范围更广，有利于开展多学科耦合设计。
本文以涡轴发动机为对象，利用T-MATS模块建立其动态仿真模型，并开展仿真验证。
1基于T-MATS模块的涡轴发动机建模1.1T-MATS模块简介T-MATS（Toolbox for Modeling and Analysis of Thermodynamic Systems，热力系统建模和分析工具箱）模块是由NASA Glen研究中心2014年公开的一款内嵌于MATLAB/Simulink的热力学系统仿真库，包含涡轮机械模型、传感器模型、数值求解器和控制器模型等实用的仿真模块，能够方便地建立复杂的热力学系统模型以用于仿真和控制等研究。
对于发动机复杂的热力学过程，T-MATS 依据发动机的工作原理以及常用的经验公式，利用C语言编写部件的热力学计算流程，并使用Simulink的系统函数（S-Function）将其封装为Simulink模块，在利用Simulink面向对象的特性来提高模块通用性的基础上，也充分保证了模块的计算效率和计算精度。
1.2输入数据处理T-MATS工具箱提供了封装好的发动机基本部件模型，使用时只需要按照发动机的实际工作情况将模型依次连接就可以建立其基本的仿真模型，因此此处对模型的输入数据进行说明，特别是发动机的部件特性。
航空发动机中的数字模型及仿真技术研究
航空发动机中的数字模型及仿真技术研究随着航空业的不断发展，航空发动机的性能要求也越来越高。
数字模型及仿真技术，作为一种重要的研究技术，可以为航空发动机的设计、制造和维修提供有效的支持。
本文旨在探讨航空发动机中数字模型及仿真技术的研究现状、应用以及未来发展方向。
一、数字模型与仿真技术的研究现状数字模型是描述航空发动机结构、性能、运行等各方面特性的数学模型。
数字模型包括几何模型、材料性质、传热传动、流动分析等多个方面，这些方面相互协调，共同构成一个完整的数字模型。
数字模型的重要性在于它们可以帮助工程师快速进行复杂情况的仿真。
通过数字模型的建立，航空工程师可以进行实际测试之前的模拟仿真，这样就大大地提高了航空工程师在设计、制造中的效率，并同时降低了开发成本。
仿真技术是指使用计算机进行物理过程的实验仿真。
在航空领域中，仿真技术在飞行器、发动机等方面都有应用。
仿真技术需要依赖数字模型这一基础，可以为航空工程师提供清晰的结果和分析，以便正确地进行设计和对工程进行调整。
数字模型的建立是仿真技术的基础。
目前来看，数字模型的建立需要涉及到多个专业领域的知识，包括结构、材料、传热传动、流体力学等多个学科，借助计算机对其进行建模。
因此，数字模型及仿真技术的研究和应用需要不断地深化，为航空工程师提供更加完整和准确的预测。
二、数字模型与仿真技术的应用数字模型及仿真技术在航空发动机领域中有着广泛的应用。
在设计阶段，数字模型可以在计算机上快速构建各种形状、大小和材料的零部件。
通过对机身、发动机进行分析，可以优化得出最优方案并指导实际制造过程。
在制造阶段，数字模型及仿真技术可以帮助工程师进行工具与夹具的设计及制造，以确保最高的精度和质量。
而在检修及保养阶段，数字模型可以帮助工程师识别问题部位并逐步提高维修效率。
在发动机运行过程中，数字模型和仿真技术可以及时分析发动机的性能，并提供工程师必要的调整建议，从而保证发动机总体状态处于最佳状态。
航空发动机转子动态平衡的仿真分析研究
航空发动机转子动态平衡的仿真分析研究航空发动机是现代飞行器必不可少的核心装备，发动机转子是发动机内最为重要的零部件之一。
由于长时间的高速旋转，转子的平衡状态一旦出现失调，就会对飞行器带来严重的安全隐患。
因此，保证发动机转子的平衡性能，是发动机研制和运行中必须重视的问题。
本文将通过仿真分析的方式，研究航空发动机转子动态平衡的相关问题。
1. 转子动态平衡的基本原理转子动态平衡是指在转子运转过程中，通过调整转子各部位的平衡质量，使转子保持稳定的旋转状态。
转子动态平衡的本质是控制旋转质量力矩和旋转惯量力矩之间的平衡关系，以达到使旋转中心与重心重合的目标。
转子动态平衡主要有两种方法：质量均衡法和振动分析法。
质量均衡法是通过添加或移除质量，来调整转子的质量分布情况，以达到平衡的目的。
具体来说，就是在转子上加装或减去适量的平衡质量，使得重心位置与转子轴心重合。
振动分析法是基于振动传感器的振动测量，利用模拟或数字信号处理技术，获得转子在运行过程中出现的不平衡情况，从而进行调整。
这种方法的优点是测量精度高、适用范围广，但需要较高的成本和技术支持。
2. 转子动态平衡的仿真模型建立为了进一步研究转子动态平衡的问题，需要建立转子动态平衡仿真模型。
在建立模型之前，需要考虑以下因素：(1) 转子的基本参数：转子的长度、直径、转速、材质等。
(2) 质量分布情况：转子上各部位质量分布情况。
(3) 平衡模式：通过质量均衡法或振动分析法进行平衡。
基于以上因素，可以建立转子动态平衡仿真模型。
通过有限元分析或者其他仿真软件进行仿真，获得转子在运行过程中的振动情况和旋转平衡状况。
3. 仿真分析与实验对比在得到转子动态平衡仿真模型后，需要进行仿真分析。
通过模拟转子在运行过程中的振动情况，得到转子在不同平衡条件下的振动幅值和相位差。
通过对比不同平衡条件下的振动数据，可以得到哪种平衡方式更为优越。
同时，在进行仿真分析的同时，也需要进行实验对比。
面向对象的航空发动机性能仿真系统框架设计
２ ０ １ ３年 ８月
空Hale Waihona Puke 军工程大
学
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报（ 自然 科 学 版 ）
Ｖｏ Ｉ ． １ ４ ＮＯ ． ４
Ａｕｇ ．２ ０１ ３
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＡＩ Ｒ Ｆ ＯＲＣ Ｅ ＥＮＧＩ ＮＥ Ｅ ＲＩ ＮＧ ＵＮＩ ＶＥ ＲＳ Ｉ ＴＹ（ ＮＡＴ ＵＲ ＡＬ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ ＮＣ Ｅ Ｅ Ｄ Ｉ Ｔ Ｉ ＯＮ）
ＤＯＩ １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ — ３ ５ １ ６ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ０ １
中 图分 类 号
Ｖ４ ３ ０
文 献标 志码 Ａ
文 章编 号 １ ０ ０ ９ — ３ ５ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ０ ０ １ — ０ ４
６ １ ０ ５ ０ ３ ； ３ ． 中 国燃 气 涡 轮研 究 院 ， 四Ｊ Ｉ Ｉ 江油 ， ６ ２ １ ７ ０ ３ ）
摘 要 基 于面 向对 象 的软 件设 计 思 想 ， 设 计 了一 种 灵 活、 通用 、 可 靠 的航 空发 动机 仿 真 平 台框
架 。将 仿 真平 台划分 成 了清 晰 的 ３个 层 次 ， 并在 每 一 层 下设 置 了相 应 的类模 型 ， 各 层 之 间 的数
Ａ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｆ Ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ 。 ‘ ｏ ｒ ｉ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ Ａ ｐ ｐ ｒ ｏ ａ ｃ ｈ ｔ ｏ Ａ ｅ ｒ ｏ — 。 ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ Ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｆ ｒ ａ ｍ ｅ ｗ ｏ ｒ ｋ
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航空发动机及燃气轮机整机性能仿真综述
收稿日期：2023-06-15基金项目：航空动力基础研究项目资助作者简介：董威（1970），男，教授。
引用格式：董威，尹家录，郑培英，等.航空发动机及燃气轮机整机性能仿真综述[J].航空发动机，2023，49（5）：8-21.DONG Wei ，YIN Jialu ，ZHENG Peiying ，et al.Review:engine-level performance simulation of aeroengine and gas turbines[J].Aeroengine ，2023，49（5）：8-21.航空发动机Aeroengine航空发动机及燃气轮机整机性能仿真综述董威1，尹家录2，郑培英2，程显达1（1.上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240；2.中国航发沈阳发动机研究所，沈阳110015）摘要：整机总体性能仿真是航空发动机及燃气轮机仿真的重要组成部分，在航空发动机及燃气轮机的设计制造和使用全寿命周期内发挥着重要作用。
综合70多年来航空发动机及燃气轮机总体性能仿真的发展成果，梳理了各时期总体性能仿真的发展历程。
从基本方法、模型精细化、求解算法和修正方法等角度，分析了国内外以部件级模型为代表的基于物理机理的总体性能仿真方法研究现状；探讨了以人工神经网络、支持向量机和深度学习为代表的人工智能算法在总体性能仿真中的应用现状；介绍了机载模型、机理-数据混合模型和多维度模型基本方法和主要成果。
基于目前的研究成果和技术发展趋势，认为航空发动机及燃气轮机总体性能仿真应向物理机理模型更精细化、人工智能技术更深入和应用模型构建更为规范化的方向发展。
关键词：航空发动机；燃气轮机；总体性能；仿真；物理机理模型；人工智能；应用模型中图分类号：V231.1文献标识码：Adoi ：10.13477/ki.aeroengine.2023.05.002Review:Engine-level Performance Simulation of Aeroengine and Gas TurbinesDONG Wei 1，YIN Jia-lu 2，ZHENG Pei-ying 2，CHENG Xian-da 1（1.School of Mechanical Engineering ，Shanghai Jiao Tong University ，Shanghai 200240，China;2.AECC Shenyang Engine Research Institute ，Shenyang 110015，China ）Abstract ：Engine-level performance simulation is an integral aspect of aeroengine and gas turbine simulation,and plays a crucial role throughout the entire life cycle of design,manufacturing,and operation.This paper presents a comprehensive analysis of the development process of aeroengine and gas turbine performance simulation in each historical stage,building upon the accomplishments made over thepast 70years.The research status of physical mechanism performance simulation,primarily represented by the component-level model,was examined from various perspectives including basic methods,model refinement,solution algorithms,and correction methods.Further⁃more,the application of artificial intelligence algorithms,such as the artificial neural network,support vector machines,and deep learning,in engine-level performance simulation,was discussed.The paper also provided an overview of the fundamental methods and key achieve⁃ments of on-board models,mechanism-data hybrid models,and multi-dimensional models.Finally,based on current research findings andtechnological development trends,it is believed that the engine-level performance simulation of aircraft engines and gas turbines should de⁃velop towards a more refined physical mechanism model,deeper artificial intelligence technology,and more standardized application model construction.Key words ：aeroengine ；gas turbine ；engine-level performance ；simulation ；physical mechanism model ；artificial intelligence ；applica⁃tion model第49卷第5期2023年10月Vol.49No.5Oct.20230引言随着仿真技术的进步，航空发动机及燃气轮机的设计正逐渐从“试验设计”向“预测设计”转变。
飞机发动机性能评估中的仿真模拟方法研究
飞机发动机性能评估中的仿真模拟方法研究随着航空业的发展和飞机性能要求的增加，对飞机发动机性能评估的需求也日益迫切。
发动机性能评估是确定飞机在不同工况下的推力、燃油效率、排放、噪声等性能指标的过程，对于飞机的设计、生产和运营起着至关重要的作用。
然而，由于现实环境的限制和成本的考虑，直接在实际飞机上进行全面的性能评估几乎是不可能的，因此仿真模拟方法成为一种重要的评估手段。
仿真模拟方法是在计算机环境下通过运用数值计算和模型建立来模拟真实发动机运行的一种手段。
它允许工程师们在低成本、安全、全面的条件下对飞机发动机的性能进行评估，并为飞机的设计和优化提供指导。
下面将针对发动机性能评估中常用的两种仿真模拟方法——气动仿真和热力仿真进行详细介绍。
气动仿真是通过利用计算流体力学（CFD）方法，对发动机内部流场进行模拟和分析的一种方法。
通过建立发动机几何模型和边界条件，并利用Navier-Stokes方程等物理方程，可以定量地描述发动机内部流动的状态与特性。
这种仿真方法主要应用于模拟发动机进气道和压气机等部件的流动情况，从而评估气动性能、压气机效率和压气系统的工作状态等。
通过该仿真方法，可以定量分析不同工况下的喘振现象和进气道不均匀度等问题，为发动机设计和优化提供重要依据。
热力仿真是通过建立热力学模型，模拟和分析发动机燃烧室和涡轮机的热力过程的方法。
该仿真方法基于热力学原理和燃烧过程的物理现象，结合适当的数值计算方法，可以定量描述燃烧室内的温度、压力、混合比和驱动涡轮的热能转换等关键参数的变化。
这种仿真方法主要用于评估发动机燃烧效率、排放特性和涡轮机的工作状态等。
通过该仿真方法，可以分析不同燃烧模式对功率输出、燃料消耗和排放物生成的影响，为发动机的优化提供参考依据。
除了气动仿真和热力仿真，还有其他一些仿真模拟方法也在飞机发动机性能评估中得到应用。
例如，结构力学仿真可以模拟发动机的受力和振动，并评估发动机结构的强度和可靠性。
航空发动机总体性能仿真平台的设计与实现
着 紧密的 机械 联系和 复杂的 热力气动 联系 ； 同时也是 一个 复杂的 流体 代数 方程， 因此 ， 只需要用转 子动力学方程直接替 换掉部 分平衡 方程 即 网络， 其压力和流 量之间存在着 耦合关系。 工质运动过程 遵守基本守衡 可。
定律 。 因此可以根据 这 些部件 的特 性建 立起 他们的 数学 模型 ， 通 过对 这些模 型进行组合从而实现 对整个系统的 仿真 。 下 面以风 扇／ 压 气机为 例， 介绍典 型部件 的基于特性 图的数学 建模方法【 ７ 】 。
初步评 估。
发动机 平衡方程 来进行检 验， 通 过ＮＲ 方法来 求解。 不同类 型的发 动机 需要 给出的初 猜值的数 量 和平衡 方程的 数量是 不同的 ， 因此需 要设计 人员针 对不 同结构形式 的发动机 编写特定的ＮＲ 方程求解 程序。 而本文 采用Ｄ ｙ ｍｏ ｌ ａ 软件 自带的优化模 块 ， 将求 解稳态非 设计点参数 的过程转 变为寻 找平 衡方程 残差最 小的优化过 程 ， 减 轻了设 计人 员的工作量 ， 提 高了设 计效率及模型的通用性 。 以双 转子混 排涡扇 发动机 为例 ， 若给定飞 行马赫数 、 飞行高度 、 风 扇转速 和喷 管出口面积 （ 对于 收扩喷 管为喉 道面积 ） ， 可取 下列七个参 数 为调 节参数 ： 低 压转子物 理转 速ｎ 、 风扇压 力比函数值ｚ 、 高压转子 物理转 速ｎ 高压压气机 压力比函数 值Ｚ 、 燃 烧室 出口 总温Ｔ ． 、 高压 涡
时使用这些耦合 系数来对 部件特性参 数进行修正 。 机通 用模 型库， 并搭建 系统级模 型， 对稳态非设计点进行 了 仿真。 结果 表 ２ ． ２ 基 于优 化工具 求解稳态非设计点 明， 仿真结果与实际情况的拟合较好， 说明利用该模型库， 能够快速搭建 起 传统 求解发动 机稳 态非 设 计点参数 时， 为了使各 个部 件的计 算能 针 对各 型 发 动机 的仿 真 系统 ， 在航 空 发动机 初 步设 计 阶段 具 有 重要 意 义和 够顺利进行 ， 需 要给 出一定 数量 的初猜值 ， 这些 猜值是 否正确 ， 需要用
航空发动机数值仿真
汇报人：2023-12-01•引言•航空发动机基础理论•数值仿真方法•航空发动机数值仿真模型•数值仿真结果分析•结论与展望•参考文献目录引言研究目的和背景目的提高航空发动机的性能、可靠性和耐久性，降低维护成本，缩短研发周期。
背景航空发动机是一种复杂的热力机械系统，涉及高温、高压、高转速等极端条件下的流体动力学、热力学、材料力学等多学科领域。
研究现状和发展趋势研究现状数值仿真技术已成为航空发动机设计的重要手段，通过建立数学模型、利用计算机软件进行分析和优化。
发展趋势随着计算能力的提升，数值仿真技术将更加精细、准确，涵盖更多物理效应和影响因素，为发动机设计提供更全面的指导。
航空发动机基础理论航空发动机工作原理压缩过程涡轮膨胀空气经过压气机进行压缩，提高其压力和温度。
高温高压气体经过涡轮膨胀，驱动涡轮旋转。
吸入空气燃烧室尾喷管航空发动机通过涡轮风扇或压气机将空气吸入。
燃料与压缩后的空气混合并点燃，产生高温高压气体。
燃气在尾喷管中继续膨胀，以高速排出，产生推力。
压气机用于压缩吸入的空气。
燃烧室燃料与空气混合并点燃。
涡轮驱动转子旋转，消耗燃气中的能量。
尾喷管将燃气以高速排出。
推力航空发动机产生的力，通常用牛顿表示。
马力航空发动机产生的功率，通常用马力表示。
比油耗单位重量的燃料产生的推力，通常用克/牛顿表示。
涡轮进口温度燃烧后涡轮前的温度，通常用摄氏度表示。
数值仿真方法有限元法定义有限元法是一种将连续的求解域离散化为有限个单元体的数值方法。
应用范围广泛应用于结构力学、热传导、流体动力学等领域。
特点能够处理复杂形状和边界条件，对多物理场耦合问题有较好的适应性。
有限差分法是一种用差分近似代替微分的方法，将连续的求解域离散化为网格。
定义主要用于解决偏微分方程和积分方程。
应用范围简单直观，易于编程实现，适用于解决规则的问题。
特点定义有限体积法是一种将连续的求解域离散化为有限个控制体积的方法。
应用范围广泛应用于流体动力学、传热学等领域。
面向对象的航空发动机性能仿真系统框架设计
面向对象的航空发动机性能仿真系统框架设计骆广琦;刘琨;李游;刘波;马前荣【摘要】基于面向对象的软件设计思想,设计了一种灵活、通用、可靠的航空发动机仿真平台框架.将仿真平台划分成了清晰的3个层次,并在每一层下设置了相应的类模型,各层之间的数据交换灵活、高效；然后建立了标准化的部件类库,针对不同类型的发动机,可以高效地搭建起对应的发动机模型,并可兼顾稳态、过渡态和实时仿真等多种计算任务的要求.最后在该框架的基础上,建立了某型双转子混排涡扇发动机的对象模型,分别对稳态和过渡态过程进行了仿真,计算结果精度高,验证了仿真平台的有效性.%Using the object-oriented design method,a general,flexible and reliable aircraft engine performance simulation framework is designed.The simulation platform is divided into three layers clearly and the corresponding kind of model is established under each layer,thus the data exchanges among layers are flexible and effective.The fundament component class library is established and can be used to build different aero-engine simulation models.The performance simulation framework is applied to several calculating missions including steady,transient and real-time simulations.Based on the simulation framework,a two-spool mixed flow turbofan simulation model is build and its steady and transient progress are calculated.The calculation results are of high precision and verify the effectiveness of the framework.【期刊名称】《空军工程大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(014)004【总页数】4页(P1-4)【关键词】航空发动机;面向对象;性能仿真;框架设计【作者】骆广琦;刘琨;李游;刘波;马前荣【作者单位】空军工程大学航空航天工程学院,陕西西安,710038;空军工程大学航空航天工程学院,陕西西安,710038;空军工程大学航空航天工程学院,陕西西安,710038;中国人民解放军驻420厂军事代表室,四川成都,610503;中国燃气涡轮研究院,四川江油,621703【正文语种】中文【中图分类】V430传统的面向过程的航空发动机性能仿真只针对某一型号的发动机或某一固定仿真任务，单独建立仿真模型，因此程序的通用性差，可维护性低。
航空发动机仿真研究
航空发动机仿真研究随着航空技术的不断发展，飞机的设计也在不断升级。
航空发动机作为飞机的重要组成部分，其性能直接影响着飞行的安全和效率。
而通过仿真技术对发动机进行研究和优化，已成为提高发动机性能的一种有效途径。
本文将介绍航空发动机仿真研究的相关内容。
1. 航空发动机仿真技术的概述航空发动机仿真是指通过计算机模拟的方式，模拟发动机的各种工作状态，并从中提取出有关发动机的性能数据和运行规律，以便对发动机进行优化设计和故障分析。
其使用范围广泛，涉及到发动机的各个方面如气动、热力、力学等，并能够清晰地展现发动机在各种工况下的运行状态，从而为飞行员和设计人员提供重要的参考信息。
航空发动机仿真技术相对于实际试验具有成本低、工作效率高和安全可控等优势。
目前，常用的航空发动机仿真技术包括CFD、FEA、MSC等。
CFD是指计算流体力学，主要用于模拟流体在发动机中内部的运动状态，从而对发动机气动特性进行分析。
FEA是指有限元分析，主要用于模拟发动机各部件在不同工作状态下的应力、形变等，从而对其强度和刚度等特性进行分析。
MSC是指多体系统仿真，主要用于对发动机整体系统在不同工作条件下的动态特性进行分析。
2. 航空发动机仿真技术在发动机设计中的应用航空发动机仿真技术在现代飞机发动机设计过程中，扮演着越来越重要的角色。
通过仿真技术的模拟和分析，可以提前发现发动机部件的不合理之处及问题，从而避免实际测试时可能遇到的安全隐患，同时也能够优化发动机的设计。
例如：（1）气动分析CFD技术可以通过对流的模拟分析，识别出有问题的气动性能并进行改进。
通过这一仿真，设计人员可以更好地掌握发动机的气流特性，以便确定发动机的最优设计方案。
（2）强度分析FEA技术可以通过模拟分析发动机的各部件在不同工况下的强度情况，以便实现结构强度优化，并解决由于设计或材料欠佳导致的异响和失稳等问题。
（3）动力分析通过MSC技术，可以将整个发动机系统看作一个多体系统，以跟踪整个系统在各种动态工作条件下的性能表现，从而对发动机进行优化设计。
面向对象的航空发动机性能仿真系统研究
【 ｂｔ ｃ】 ｎ ｂ ｃ ｏ ｅｔ ｒ ｅ￣ ｅ ｅ ｍ ｃ ｍ ｌ ｉ ｓ ｍｉｄｓ ｎｄｗｔ ｃｎｉ ｒ ｇ Ａ ｓ ａｔ Ａ ｊ ｔ ｒ ｎ ｄ ｅ －ｎ ｎ ￣ｒ ａ ｅ ｉ ｕ ｔ ｎ ｙｔ ｅｉ ｅ ，ｉ ｓ ｅｉ ｒ ｏ ｅ － ｉ ｅ ａｏ ｐ ｎ ｓ ａｏ ｓ ｅ ｓ ｇ ｈｏ ｄ ｎ
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中 图分 类 号 ：Ｈ１ 文献 标识 码 ： Ｔ ６ Ａ
张 晓博 王 占学 蔡 元虎 （ 西北工 业大学 动力 与能源 学院 ， 安 ７０ ７ ） 西 １０２
Ａ ｓｕ ｙｏ ｂ ｃ— ｒ ｎｅ ｅｏ ｅ ｇｎ ｅｆｒ ｎ ｅｓ ｌｔ ｎｓ ｓｅ ｔｄ ｆ ｊ ｔｏｉ ｔｄａ ｒ－ ｎ ｉｅｐ ｒ ｍａ ｃ ｉ ａｉ ｙ ｔｍ ｏ ｅ ｅ ｏ ｍｕ ｏ
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航空发动机涡轮叶片动态特性仿真分析
航空发动机涡轮叶片动态特性仿真分析航空发动机是一个复杂的系统，其中涡轮叶片起着至关重要的作用。
涡轮叶片的设计和性能对发动机的效率和稳定性有着重要影响。
在发动机设计过程中，仿真分析是一个不可或缺的工具，可以帮助工程师们更好地理解和优化涡轮叶片的动态特性。
本文将探讨航空发动机涡轮叶片动态特性仿真分析的相关内容。
1. 引言航空发动机的涡轮叶片可以看作是一个复杂的振动系统。
当高温高压气体通过叶片时，会对其施加各种外部力，这些力会导致叶片产生振动。
仿真分析可以帮助工程师们预测和评估这些叶片的振动特性，从而提供设计上的指导和优化方案。
2. 动态叶片模型建立在进行仿真分析之前，首先需要建立一个合适的动态叶片模型。
这个模型应该能够准确地描述叶片的几何形状、材料性质和边界条件。
一般来说，模型可以采用有限元方法构建，把叶片划分为小的有限元，以便更好地近似真实的物理系统。
3. 叶片振动方程在进行仿真分析时，我们需要解决叶片的振动方程。
这个方程描述了叶片的运动和力的平衡。
在方程中，各种外部力和边界条件需要被纳入考虑，例如气动力、离心力和叶片自重等。
解决这个方程可以得到叶片的运动模式和振动频率。
4. 动态特性评估通过仿真分析，我们可以得到叶片的振动模态和固有频率。
这些信息对于叶片设计和性能评估非常重要。
通过分析振动模态，我们可以判断叶片是否存在共振问题，以及在某些特定频率下是否会受到强迫振动的影响。
通过评估固有频率，我们可以了解叶片在不同振动模态下的稳定性，有助于设计师们优化叶片的结构和工艺。
5. 仿真结果验证仿真分析得到的结果需要与实验数据进行验证。
通过对比仿真结果和实验结果的差异，我们可以评估仿真的准确性和可靠性，并对仿真模型进行进一步优化。
仿真结果的验证是确保仿真分析可信度的关键一环。
6. 优化设计通过仿真分析，我们可以挖掘叶片设计的潜力，并提出优化方案。
例如，我们可以调整叶片的材料和几何参数，以使得叶片在关键频率下更加稳定。
LMS航空发动机虚拟试验解决方案
LMS航空发动机虚拟试验解决方案背景介绍：在现代飞机设计和制造过程中，航空发动机的设计和验证是至关重要的环节。
传统的航空发动机试验需要昂贵的实验设备和大量的试验时间。
同时，试验中还存在较大的安全风险和环境污染问题。
因此，开发一种虚拟试验解决方案，能够高效、准确地模拟航空发动机的性能，并能在设计和验证过程中发现潜在问题，具有重要的意义和应用价值。
解决方案：1.几何建模和网格划分：首先，根据实际发动机的设计参数和尺寸，利用计算机辅助设计（CAD）软件进行几何建模。
然后，将几何模型转换为试验网格，并进行细分。
这一步骤的目的是确保几何模型的高度精确性，并为后续的仿真计算提供合适的网格。
2.流场流动计算：使用计算流体力学（CFD）软件对航空发动机的气流进行模拟计算。
该软件能够基于Navier-Stokes方程和湍流模型来计算气流的速度、压力和温度等参数。
通过模拟计算，可以精确地了解气流在发动机内部的流动规律，并预测围绕发动机的气流特性。
3.燃烧和燃气动力计算：在该步骤中，模拟软件会计算燃烧过程中的燃气动力学特性。
这包括燃料的混合和燃烧速度、燃烧产物的生成和燃气的压力、温度和速度等参数。
通过对燃烧和燃气动力学的模拟计算，可以验证发动机的燃烧效率和性能，并优化燃烧过程。
4.热传递计算：在航空发动机的设计中，热传递是一个重要的因素。
通过模拟软件，可以计算发动机内部的温度分布和热传递过程。
这有助于优化发动机的散热系统和排气系统，并确保发动机在高温和高压条件下的正常运行。
5.机械强度和振动计算：航空发动机在运行过程中承受着巨大的机械和振动负荷。
通过模拟软件，可以计算发动机零部件的应力和变形，以及发动机在振动频率下的响应。
这有助于优化发动机的结构设计，并确保其在高负荷和振动环境下的可靠性和安全性。
6.虚拟现实演示：最后，通过虚拟现实技术，将模拟计算结果呈现给用户。
用户可以通过虚拟现实设备，如头戴式显示器和手柄等，与虚拟发动机进行交互。
计算机仿真在航空发动机研发中的应用
计算机仿真在航空发动机研发中的应用随着航空业的不断发展，航空发动机的研发也日益被重视。
航空发动机的研发需要大量的试验和测试，而这些试验和测试的成本和时间是巨大的。
为了降低试验成本和时间，计算机仿真技术应运而生，在航空发动机研发领域得到了广泛的应用。
一、航空发动机仿真技术概述计算机仿真技术是指利用计算机模拟实际工作过程的技术，通过对系统的建模和仿真来分析、预测和优化系统的工作过程。
航空发动机仿真技术主要包括以下几个方面：1、流场仿真技术：流场仿真是指利用计算机仿真技术对气流进行模拟。
在航空发动机的研发中，流场仿真可以用于分析气流在发动机内部的流动情况，预测发动机的性能表现和优化发动机的结构。
2、传热仿真技术：传热仿真是指利用计算机仿真技术对发动机内部的热交换过程进行模拟。
在航空发动机的研发中，传热仿真可以用于预测发动机内部的温度分布，优化散热结构和冷却系统。
3、材料仿真技术：材料仿真是指利用计算机仿真技术对材料的性能进行模拟。
在航空发动机的研发中，材料仿真可以用于预测某种材料在发动机工作环境下的性能表现，优化材料的选择和结构。
二、航空发动机研发中的应用航空发动机的研发是一个复杂的过程，需要大量的试验和测试。
利用计算机仿真技术可以有效地降低试验成本和时间，并在系统设计中提供有价值的信息。
1、流场仿真在发动机设计中的应用：利用流场仿真技术可以对发动机内部的流动进行模拟，预测发动机的性能表现和优化发动机的结构。
例如，通过流场仿真可以分析进气道和燃烧室的气流运动，预测燃烧室内的燃烧效率和温度分布，优化燃烧室结构，提高发动机的性能和效率。
2、传热仿真在发动机设计中的应用：利用传热仿真技术可以对发动机内部的热交换过程进行模拟，预测发动机内部的温度分布，优化散热结构和冷却系统。
例如，通过传热仿真可以分析涡轮和涡轮排气管的温度分布，优化散热结构和冷却系统，提高发动机的可靠性和寿命。
3、材料仿真在发动机设计中的应用：利用材料仿真技术可以预测某种材料在发动机工作环境下的性能表现，优化材料的选择和结构。
航空发动机控制系统的设计与仿真
航空发动机控制系统的设计与仿真一、绪论航空发动机控制系统是现代航空技术领域的一个重要研究方向，其研究涉及控制理论、机械工程、电路设计等多个学科领域，是一个复杂而实用的系统。
航空发动机控制系统的研发可以提高喷气式飞机的安全性、效率和环保性能，具有广泛的应用前景。
二、航空发动机控制系统的组成航空发动机控制系统由控制器、执行器、传感器等多个部件组成。
其中，控制器是控制系统的关键部件，它负责控制执行器的运动，调节传感器的信号，根据系统反馈的信息进行计算和控制处理，最终实现对航空发动机的机动控制。
执行器负责执行系统的命令，其种类包括伺服电机、气动执行器等。
传感器负责采集系统的反馈信息，包括温度、压力、燃油流量等参数，其种类包括热电偶、压力传感器、流量计等。
三、航空发动机控制系统的设计航空发动机控制系统的设计是一个复杂的过程，需要对系统的各个部分进行精细的分析与设计，以保证系统性能的稳定与高效。
1.控制器的设计控制器是整个系统的核心部件，其设计需要基于现代控制理论，结合航空发动机的工作原理和动态特性进行计算和控制。
常用的航空发动机控制器包括基于微处理器的数字控制器和基于模拟电路的模拟控制器。
其中，数字控制器具有可编程性强、运算速度快、可靠性高等优点，目前应用广泛。
模拟控制器也有好的稳定性和精度，但可编程性差，不易扩展。
2.执行器的选择执行器的选择需要根据航空发动机的性能参数和控制器的输出特性进行匹配。
不同的执行器供应商通常提供不同的性能参数和特点，例如行程、力矩、速度等，需要根据航空发动机的工作原理、控制器的控制算法等多个方面进行综合考虑，以确保系统性能稳定。
3.传感器的选择传感器的选择需要根据航空发动机的工作状态和控制器的反馈要求进行匹配。
不同的传感器有不同的测量范围、精度、响应时间等特性，需要根据航空发动机的动态特性、控制系统的要求以及实际使用中的环境因素等进行综合考虑，以保证传感器信号的可靠性和准确性。
高金海.航空发动机整机建模技术及计算仿真研究
高金海.航空发动机整机建模技术及计算仿真研究航空发动机是现代航空飞行中重要的动力源，对于飞机的性能和安全起着至关重要的作用。
发动机整机建模技术及计算仿真研究则是指通过建立数学模型和计算机仿真分析的方法，对航空发动机进行全面的研究和评估。
航空发动机整机建模技术的核心是建立发动机的数学模型。
这需要考虑到发动机的各个部件和系统之间的相互作用以及整体性能特性。
常见的建模方法包括物理模型、状态空间模型、等效电路模型等。
这些模型能够描述发动机的动力学特性、能量转换过程、燃烧过程等关键特性。
通过建立这些模型，可以深入理解发动机的工作原理和性能特点。
而计算仿真研究则是利用计算机对发动机的数学模型进行仿真分析。
仿真可以分为静态仿真和动态仿真两种。
静态仿真主要是对发动机在特定工况下的性能指标进行计算和分析，如压气机效率、涡轮效率等。
动态仿真则可以对发动机在不同工况下的转速、温度、压力等参数进行实时模拟，以评估发动机的响应能力和稳定性。
航空发动机整机建模技术及计算仿真研究可以从多个角度对发动机进行分析。
首先，可以通过仿真分析来优化设计和改进发动机的工作方式。
例如，可以通过改变参数来提高发动机的燃烧效率，减少能量损失和排放物的产生。
其次，仿真可以帮助发现发动机的潜在问题和故障，预测发动机在不同工况下的性能和可靠性。
通过对故障模式的模拟分析，可以提前采取相应的维修和保养措施，降低事故风险。
最后，仿真也可以用于性能评估和验证。
在发动机设计阶段，可以通过仿真来验证发动机是否满足设计要求和性能指标。
为了进行航空发动机整机建模技术及计算仿真研究，需要掌握相关的理论知识和计算工具。
发动机的各个部件和系统的特性和参数需要通过实验测试或者先进的建模方法获得。
同时，还需要专业的计算机仿真软件来实现发动机模型的搭建和仿真分析。
总之，航空发动机整机建模技术及计算仿真研究是对航空发动机进行全面研究和评估的重要方法。
通过建立数学模型和进行仿真分析，可以深入理解发动机的工作原理和性能特点，并对其进行优化设计、故障预测和性能评估。
航空发动机的热力学性能参数建模与仿真
航空发动机的热力学性能参数建模与仿真航空发动机是现代航空运输系统中不可或缺的关键组件。
热力学性能参数的建模与仿真在航空发动机的设计和优化中起着至关重要的作用。
本文将重点探讨航空发动机的热力学性能参数建模与仿真的相关内容，包括热力学性能参数的定义、建模的基本原理和方法、仿真技术的应用以及未来的发展趋势等。
热力学性能参数是评估航空发动机性能的重要指标，它们描述了发动机在工作过程中能量转化和损失的情况。
常见的热力学性能参数包括燃烧室温度、压力比、排气温度、推力以及热效率等。
这些参数的精确建模是确保发动机性能和可靠性的关键。
热力学性能参数的建模通常基于热力学理论和实验数据。
热力学理论提供了分析和计算热力学性能参数的基本原理，而实验数据能够验证和改进模型的准确性。
建模的过程通常包括参数的选择、建立数学模型、求解和验证。
在热力学性能参数建模中，常用的方法之一是利用理论分析和计算来推导参数的数学表达式。
这种方法可以通过建立发动机的数学模型来研究不同工况下参数的变化规律，进而优化发动机的设计和控制策略。
例如，通过使用相似原理和经典的热力学方程可以推导出排气温度与排气质量流量、环境压力等参数的关系。
这些数学表达式可以用于仿真和优化发动机的性能。
另一种常用的方法是利用实验数据来建立热力学性能参数的模型。
实验数据可以通过试车台测试、飞行试验或者其他实测手段获得。
通过分析实验数据，可以得到参数之间的定量关系，进一步建立数学模型。
例如，通过对发动机在不同工况下的测试数据进行回归分析，可以得到燃烧室温度与燃烧压力、进气温度、燃气流量等参数之间的关系。
这种方法可以提高模型的准确性和可靠性，但需要大量的实验数据来支持模型的建立。
与热力学性能参数的建模相伴随的是仿真技术的广泛应用。
仿真技术可以通过运用数学模型来模拟和预测发动机在不同工况下的性能表现。
通过仿真，可以快速和经济地评估不同设计方案的性能，优化发动机的工作过程，并提高设计效率。
航空发动机的燃烧性能数值模拟与优化
航空发动机的燃烧性能数值模拟与优化在航空工业中，发动机是飞行器的核心部件之一，决定着飞机的性能和安全性。
航空发动机的燃烧性能对于飞机的推进能力、燃油消耗以及排放物排放等均有重要影响。
为了提高发动机的燃烧性能，数值模拟与优化技术被广泛应用于航空工业中。
数值模拟是通过计算机仿真的方法，对航空发动机的燃烧过程进行精确的预测与分析。
通过数学模型和计算流体力学（CFD）原理，可以模拟燃烧室内复杂的流动运动、燃烧反应以及燃烧产物的生成。
数值模拟可以帮助工程师全面理解燃烧过程中的关键参数，例如温度分布、压力变化、燃料和氧气的混合情况等，从而指导设计和优化发动机的燃烧室结构、喷注系统、燃烧稳定性等。
首先，在航空发动机的数值模拟中，燃烧室的设计是一个关键问题。
燃烧室的结构会直接影响到燃烧速度和燃烧效率。
通过数值模拟，工程师可以对燃烧室进行流场分析，了解到工作流道中的速度、温度和压力变化，评估燃烧室的混合性能和稳定性。
同时，数值模拟还可以评估不同燃烧室结构对燃烧效率和排放物的影响，进而指导优化燃烧室的设计。
其次，在航空发动机的数值模拟中，喷注系统的优化也是一个重要环节。
喷注系统的设计会影响燃料和氧气的混合质量和燃烧稳定性。
通过数值模拟，可以模拟喷雾的蒸发过程、雾化效果、燃料的分布情况等，以及在不同工况下燃料和空气混合程度的变化。
通过对喷注系统进行数值优化，可以改进燃烧性能，提高燃烧效率，减少废气排放。
第三，数值模拟还可以用于优化燃烧过程的调控。
航空发动机的燃烧过程是一个复杂的化学反应过程，涉及到多相流动和多相反应。
通过数值模拟，可以模拟燃烧室中燃烧产物的生成与消耗、氧化反应的进行、温度和压力的变化等，为优化燃烧过程提供基础数据。
工程师可以通过数值模拟，探究控制参数对燃烧室内燃烧速度和能量释放的影响，优化燃烧过程的稳定性和效率，以及控制废气排放和减少燃料消耗。
此外，数值模拟还可以用于航空发动机的结构和材料优化。
通过数值模拟，可以模拟发动机在不同工况下的受力和变形情况，预测结构强度和稳定性，分析失效原因并加以改进。
航空发动机的气动热力性能分析与仿真
航空发动机的气动热力性能分析与仿真随着现代工业的不断发展，飞行器的运行效率已经成为了至关重要的因素。
航空发动机作为飞行器的“心脏”，其性能表现对整个飞行器的性能表现有着决定性的影响。
因此，对航空发动机的气动热力性能进行分析和仿真，已经成为研究和开发现代航空发动机的必要手段。
一、航空发动机的气动热力性能航空发动机的性能可以通过许多方面来衡量。
其中，气动热力性能是评估航空发动机的重要指标之一。
在航空发动机的工作过程中，发动机燃烧室内的高温高压气体通过涡轮机推动飞机前进。
因此，航空发动机的气动热力性能可以通过以下指标来评价。
1. 推力和推重比推力是指航空发动机产生的向后推力，是衡量航空发动机推力大小的重要指标。
推重比是指推力和机身重量之比，是衡量航空发动机推进效率的指标。
2. 热效率和功率密度热效率是指航空发动机从燃料中获得的能量与燃料燃烧释放的能量之比，是衡量航空发动机能源利用效率的重要指标。
功率密度是指发动机单位体积或单位质量产生的功率，是衡量航空发动机功率输出能力的指标。
3. 耐用性和维修性航空发动机的耐用性指发动机的使用寿命，衡量发动机的耐用性需要考虑到发动机的结构材料、加工工艺、润滑系统等多方面因素。
维修性是指发动机在使用寿命内定期检修和维护的难易程度，维修性的好坏直接影响航空发动机的运行和航班安全。
二、航空发动机气动热力性能的分析与仿真航空发动机的气动热力性能分析与仿真是航空发动机研究的重要手段之一。
采用分析和仿真的方式可以预模拟发动机的工作状况，对发动机的气动热力性能进行分析和评估。
1. 数值模拟数值模拟是航空发动机气动热力性能分析的重要方法之一。
通过建立航空发动机的数学模型和求解相应的方程，可以计算出发动机内的流动、热传递、应力分布等参数，并预测发动机的性能表现。
数值模拟方法具有计算精度高、计算速度快、计算结果可视化等优点，在航空发动机性能设计和优化中有着广泛应用。
2. 实验技术实验技术是航空发动机气动热力性能分析的另一种重要方法。
航空发动机数值仿真
02
航空发动机基础理论
航空发动机工作原理
航空发动机类型
介绍不同类型的航空发动机， 如涡轮喷气发动机、涡轮风扇 发动机、涡轮螺旋桨发动机等
的工作原理和特点。
发动机核心部件
详细描述航空发动机的核心部件 ，如压气机、燃烧室、涡轮等的 工作流程和相互配合关系。
发动机性能分析
分析航空发动机的性能参数，如推 力、耗油率、噪音等，以及这些参 数对飞行器性能的影响。
研究现状和发展趋势
研究现状
目前，航空发动机数值仿真已经得到了广泛应用，通过建立数学模型，模拟发动机的各项工作过程，预测发动 机的性能、可靠性和耐久性。
发展趋势
随着计算技术的进步和数值仿真方法的不断发展，航空发动机数值仿真的精度和效率将进一步提高，同时将拓 展其在多学科优化设计、健康管理、故障诊断等领域的应用。
性能预测
预测性能参数
通过数值仿真技术，可以对发动机的性能参数进行预测 ，如推力、耗油率、排放物等。
01
评估性能改进
针对现有发动机的性能改进，数值仿 真可以帮助评估改进措施的有效性， 预测改进后的性能参数。
02
03
验证理论模型
数值仿真可以验证发动机的理论模型 ，进一步深入了解发动机的工作原理 和性能特性。
THANKS
空发动机性能参数
推力
描述航空发动机产生的推力大 小、方向和作用点，以及推力 与飞行速度、飞行方向之间的
关系。
耗油率
分析航空发动机的耗油率，包 括低空、高空和巡航状态的耗 油率，以及耗油率对飞行成本
和续航能力的影响。
噪音
探讨航空发动机产生的噪音类 型、来源和传播途径，以及国 际和国内对航空器噪音的限制
02
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航空发动机性能仿真
1、概述
发动机是飞行器的心脏，其性能对飞行器的发展有着至关重要的影响。
传统的发动机总体设计，主要通过对原准机的研究和改进，并在详细设计中对各种部件性能试验和地面台架试车、高空模拟试验、飞行试验等整机试验来预测其性能，研制周期较长。
随着飞行器研制速度加快，传统设计模式已不能满足快速设计验证的要求。
自上世纪80年代中后期，欧美航空行业开始推行数字化研发体系，分别推出NPSS和VIVACE计划，旨在通过建立航空发动机协同开发平台，来减少发动机的研发周期和成本。
PROOSIS是2007年结束的VIVACE计划的重要成果之一。
它是一款面向对象的飞行器动力系统性能仿真软件，具有完善的动力系统零部件模型库，可用于各类航空发动机系统的建模仿真分析。
2、PROOSIS的优点
丰富、开放并支持自定义的多学科模型库
PROOSIS包含多个领域的组件库，各组件的源代码完全开放，用户不仅可以修改这些代码，也可以自定义特殊组件；因此，用户既可以应用软件自带的组件构建发动机系统，也可以通过继承或重新定义的方式创建特殊的组件来构建发动机系统。
完美的多学科耦合分析
可以在同一个模型中综合分析控制、机械、电气、液压等耦合状况；从而使得用户可以将发动机的热力循环过程、控制系统、燃油和冷却系统的液力过程、电气系统等综合在同一个模型中进行综合分析，并能够将发动机模型嵌入到飞控模型中分析其性能对整个飞机的影响。
无需因果逻辑的面向对象编程语言EL
各变量之间不是赋值格式的关系，而是函数关系，模型的通用性、复用性都更好；模型可以实现信息隐藏、封装、单重继承或多重继承等；因此，同一个发动机模型，可以根据已知参数的不同，进行不同的分析。
与外部程序的连接方便
可调用FORTRAN、C、C++等，也可自动生成可复用的DLL和C++程序，还可导出供Matlab、Simulink直接使用，通过与Excel的接口还可以由表格驱动模型的运行，系统模型可以脱离PROOSIS的环境运行。
适用于多种计算
可以用于发动机的设计点、非设计点计算、参数及敏感性分析、优化设计，稳态和瞬态分析都适用；
3、典型案例
对转式齿轮传动涡扇发动机
雅典理工大学基于PROOSIS开发环境搭建新型的对转式齿轮传动涡扇发动机（GTCRC）模型，并与传统的齿轮传动涡扇发动机（GTF）性能进行对比分析。
具体内容如下：
首先，通过实验设备测试对转式转子特性，实验设备及测试结果如下图所示。
实验设备
测试结果
通过处理得到对转式压气机及涡轮的map图，并在传统压气机及涡轮的
基础上二次开发形成对转式压气机及涡轮组件，如下图所示。
其次，基于TUOBO库中的压气机、涡轮、风扇、燃烧室、轴、齿轮箱
等部件及新开发的对转式压气机及涡轮模型，搭建对转式齿轮传动涡扇发动机
（GTCRC）及传统的齿轮传动涡扇发动机（GTF）模型，具体如下图所示。
对转式齿轮传动涡扇发动机及传统的齿轮传动涡扇发动机模型
再次，分析爬升（Top of Climb）、巡航（cruise）及下降（Take-Off）过程中，两发动机性能特性。
爬升（Top of Climb）、巡航（cruise）及下降飞行参数如下表所示。
两发动机性能比较结果如下图所示。
最后，分析得出如下结论。
• 与传统的齿轮传动涡扇发动机相比，在相同发动机重量及阻力的情况下，对转式齿轮传动涡扇发动机在整个飞机飞行任务中油耗降低0.59%；
• 与传统的齿轮传动涡扇发动机相比，在相同推力的情况下，对转式齿轮传动涡扇发动机，重量减少10%。
假设该推力下，传统的齿轮传动涡扇发动机净重2
吨，两个对转式齿轮传动涡扇发动机重量将减少400kg，将会带来0.52%的油耗减低，油耗总计将降低1.1%
• 油耗敏感度分析结果如下图所示。
航空发动机仿真测试方案
针对飞机发动机系统从设计开发到试验验证全过程的解决方案，能够设计飞机发动机系统的整体架构、仿真分析和验证发动机系统的功能和性能需求。
解决方案的整体框架如下图所示。
解决方案框架
在管理计算机中，部署了多学科系统设计分析工具PROOSIS及专业的TURBO模型库，TURBO 库中包含超过70个发动机专业元件，如进气道、压气机、燃烧室、涡轮及喷管等，可用于建立涡喷、涡扇、涡轴、涡桨等各种发动机系统的模型，并进行参数化、敏感度分析、优化计算；设计点、非设计点计算；稳态、瞬态计算等，协助进行系统研发初期的动态性能指标确定并作为半实物仿真的环控系统对象模型。
PROOSIS完美的多学科耦合分析，可以在同一个模型中综合分析控制、机械、电气、液压等耦合状况；从而使得用户可以将发动机的热力循环过程、控制系统、燃油和冷却系统的液力过程、电气系统等综合在同一个模型中进行综合分析，符合航发的技术方向。
发动机系统模型
利用PROOSIS的Simulink接口，可将整个发动机系统模型导出Matlab/Simulink直接使用。
同时，PROOSIS可以自动生成C++代码，可以脱离工具本身的环境运行，因此可以无障碍地进行基于Higale、NI或Concurrent 的实时仿真和半实物仿真。
模型下载到simulink的界面
Simulink结合iHawk驱动程序将模型下载到iHawk仿真机，可用于发动机系统的控制算法的设计与验证，同时还用于后期开发时对发动机控制器实物的测试、验证及系统故障的模拟，从而为发动机系统开发全过程提供从算法到实物的研究、设计与验证平台。
通过PROOSIS的离线仿真、结合实时仿真等，可以确定飞机发动机系统的整体架构和具体的控制参数。
基于总体架构，可以建立整个发动机的三维模型，通过三维仿真等对发动机系统进行详细的设计、验证。
4、总结
PROOSIS专业的发动机设计分析的软件，广泛用于发动机等系统建模与性能仿真。
PROOSIS的TURBO模型库由欧洲航天领域的各大工业公司、研究中心和大学(雅典、Cranfield和斯图加特大学)的共同开发和验证，符合前沿的国际标准并具备广泛的模型适用性。
另外，PROOSIS模型库源代码开放，客户可灵活进行二次开发，对新型的发动机性能进行预测。
目前，PROOSIS是欧洲商业公司开发新型发动机的标准工具，并被国际主流的发动机公司作为其发动机性能分析的首选工具，如英国罗-罗，美国GE、普惠，德国MTU，法国Snecma等发动机公司。