一、一种改进的变几何压气机特性计算方法（论文文献综述）
闫斌斌[1]（2021）在《基于气路性能混合模型的燃气轮机叶片故障预警及诊断方法研究》文中研究表明叶片是燃气轮机的重要部件,长时间在较高的转速、温度、压力和负荷条件下工作,受空气中的杂质污染和腐蚀,发生故障的概率极高,故障模式如结垢、磨损、腐蚀和打伤等。叶片故障严重影响燃气轮机运行的稳定性、经济性和安全性。因此,开展燃机叶片故障诊断研究十分必要。本文主要从气路性能诊断方法出发,研究基于混合模型的燃气轮机叶片故障预警及诊断中的若干关键问题:1)同型号不同燃气轮机个性化差异对气路性能机理模型仿真精度存在影响;2)仅凭机理的建模方式难以适应燃气轮机气路性能的残余个性化差异;3)采用单一参数和固定阈值的燃气轮机叶片故障预警存在误警率和漏警率较高的问题;4)叶片故障诊断过程中存在模型精度有限和寻优算法易陷入局部最优等问题。开展的主要工作如下:建立了燃气轮机个性化气路性能机理模型。针对同型号不同燃气轮机部件特性图的个性化差异,改进了现有的部件通用解析解,同时提出基于粒子群算法的性能自适应方法,通过定义的更新因子实现了部件特性曲线形状的靶向控制,进而实现了部件解析解与实际部件特性的精准匹配。针对燃气轮机循环设计点与循环参考点之间的个性化差异,提出基于逆向迭代和遗传算法的循环参考点整定方法,实现了循环参考点的精准整定,提高了气路性能机理模型的准确性。部件特性曲线和循环参考点的自适应调整,明显降低了燃气轮机实际性能与气路性能机理模型之间的个性化差异。通过燃气轮机现场实测数据验证了该方法的有效性。提出了两类燃气轮机气路性能混合驱动模型构建方法。针对某些燃气轮机循环参考点和部件特性曲线难以获取的问题,提出一种结合燃气轮机机理的气路性能混合模型构建方法,并定义为第一类混合模型。该方法面向燃气轮机部件单元体构建混合模型,其中神经网络结构、神经元数量和激活函数的选定分别参考燃气轮机模块化划分、截面热力参数数量以及部件非线性程度。针对循环参考点和部件特性曲线可用,但气路性能机理模型和燃气轮机实际性能之间仍存在残余个性化差异的情况,提出了一种基于径向基神经网络误差补偿的混合模型,并定义为第二类混合模型。该方法以机理模型为基础,通过径向基神经网络补偿残余个性化差异造成的误差。通过在役燃气轮机实测数据验证了该方法的有效性。建立了基于宽频振动和混合模型的燃气轮机叶片故障预警方法。由于采用单一参数和固定阈值的叶片故障预警易出现误报率和漏报率较高的问题,故提出了一种基于多参数的燃气轮机叶片故障变工况预警方法。首先基于宽频振动信号提取偏离特征参数,同时基于气路性能信号提取降级特征参数;其次研究特征参数的阈值设定方法,考虑变工况对阈值设定的影响,建立了叶片故障的3级预警规则。最后通过燃气轮机实际故障案例验证了该方法的有效性。研究了基于混合模型的燃气轮机叶片故障诊断方法。针对非线性气路故障诊断的优化算法易陷入局部最优的问题,建立了基于改进粒子群算法和混合模型的非线性叶片故障诊断模型。以实测数据为目标,通过气路性能混合模型的自适应调整确定部件性能降级量,进而识别燃气轮机叶片的故障模式。针对燃气轮机部件特性曲线和循环参考点难以获取的场合,基于测量参数进行叶片故障诊断,而该方法仅对叶片单一故障的诊断精度较高,对于多种叶片故障同时发生的场合诊断精度较低,因此研究了基于SVM和第一类混合模型的叶片单一故障诊断方法。在上述模型基础上,提出了基于改进相似度算法的叶片自动诊断方法,可自动识别叶片故障类型。通过燃气轮机叶片故障实测数据验证了该方法的有效性。本文的研究成果可以补充和拓展目前的叶片故障预警和诊断理论,同时为相关理论在工程实践中的应用提供参考。
路绪坤[2]（2021）在《燃气轮机压气机特性曲线拟合研究》文中提出燃气轮机性能模拟很大程度上依赖于对部件行为的详细了解。燃气轮机部件特性曲线的质量,尤其是压气机特性曲线的质量,对性能模拟的准确性至关重要。然而由于技术保密等原因,在对现有燃气轮机进行性能分析时,其压气机特性曲线通常是未知的,如何利用已知几何数据产生压气机特性曲线十分关键。另一方面,对于给定的压气机特性曲线,如果表达方法选取不当,则会造成应用不便、精度过低、难以收敛等问题。本文以此为出发点,分别利用级叠加方法和统计外推方法推算、估算压气机特性曲线;然后,将神经网络方法、通用数学表达式方法和椭圆方程方法用于压气机特性曲线的表达,并基于不同类型、不同压比的压气机数据对各个模型进行校验。本文的主要工作和相关结论如下:1.一维性能分析程序的移植和图形界面开发针对某原始一维性能分析程序模型存在的晦涩难懂、语法过时,已无法在现有编译环境下使用等问题,首先利用MATLAB语言对该公开程序进行了移植;然后,基于移植程序进行了 GUI（Graphic User Interface）的界面开发,提高了模型的可操作性;最后,以一个二级风扇为例,验证了移植程序和原始级叠加程序计算结果的一致性。本节基于MATLAB语言的程序移植和图形界面的开发,为压气机一维性能分析程序的持续改进和开发奠定了基础。2.外推模型的搭建针对压气机低速区特性曲线获取困难的问题,本节基于某原始外推模型的计算思路,对其压比外推曲线和流量外推曲线的方程进行提取,在原有有理多项式的基础上,逐条添加修正因子,根据误差分布获取全工况范围外推曲线;最后,根据修正模型对12组压气机压比特性曲线进行验证。结果表明,文中所建立的外推修正模型相比原始模型计算精度明显提高,整体而言,在压比为1到压比28范围内,压比流量特性计算百分比误差可控制在10%以内。虽然相比于其他模型该方法计算精度略显不足,但是在仅有设计转速线上压比流量特性参数的情况下,本外推修正模型可以快速计算其他任意转速线上特性参数,对压气机特性曲线的获取有一定的借鉴作用。3.基于遗传算法的压气机性能曲线拟合方法研究为了研究人工神经网络在压气机性能曲线拟合中的应用,分别利用BP神经网络、RBF神经网络、极限学习机以及BP-GA神经网络对某微燃机压气机的性能映射关系进行模拟,分析了不同网络模型在压气机特性曲线拟合上的优劣以及样本容量和样本点分布对不同神经网络模型性能的影响。结果表明,BP-GA神经网络模型不仅收敛速度快,而且精度高。相比传统BP神经网络模型,其平均绝对百分比误差可控制在0.189%,运行时间可缩短至19.07秒。特别地,当样本容量较少或者数据呈三角分布的情况下,传统BP神经网络模型不再适用,而基于遗传算法的BP-GA模型仍然保持较高的精度。4.压气机特性通用数学表达式数据协调分析首先,基于典型的压气机特性数据对通用数学表达式模型中相关系数进行回归拟合,进而得到基于不同类型、不同压比压气机的较为准确的特性曲线表达式。同时,基于典型的压气机特性计算结果对最佳运行线模型和堵塞边界模型作进一步修正。结果表明,针对不同型号的压气机数据,通用数学表达式模型都有较高的拟合精度,除个别点外,其折算流量百分比误差平均值可控制在±0.1%,效率百分比误差平均值可控制在±1%。5.椭圆方程模型本方法以椭圆曲线来替代速度线和效率线,进而表示压比和效率与折算转速和质量流量之间的关系。首先,以椭圆标准方程为例,建立了椭圆方程求解方法以及边界点的确定方法;然后,以Kawasaki型号压气机为例,分析了三种椭圆变换操作（平移、旋转、平移+旋转）对压气机特性曲线拟合精度的影响,结果表明,仅对椭圆方程做旋转操作时拟合精度最高;最后,以微燃机、Gate LM2500等9组不同型号、不同压比压气机为例讨论了椭圆方程模型的有效性,结果表明,对于设计压比在2至27之间的压气机,折算转速在50至105之间时,椭圆方程模型具有很好的拟合精度。
闫丽萍[3]（2021）在《三轴式燃气轮机气路故障诊断方法研究》文中研究说明燃气轮机气路故障诊断可以提供早期故障预警,合理安排维修计划,以保障燃气轮机安全高效运行。三轴式燃气轮机结构复杂,非线性特性显着,对其进行气路故障诊断极具挑战性。目前,燃气轮机气路故障诊断方法的识别准确率受限,同时对于气路与传感器耦合故障诊断还没有行之有效的技术途径。本文针对三轴式燃气轮机,重点开展气路故障识别、气路故障程度评估、气路与传感器耦合故障诊断等研究工作,提升气路故障诊断的准确性,稳定性与容错性。本文主要研究内容包括:（1）基于三轴式燃气轮机部件模型的典型气路故障仿真研究。基于部件法建立的三轴式燃气轮机仿真模型,研究结垢和侵蚀两大典型气路故障对燃气轮机性能影响。研究发现,气路故障会降低燃气轮机热效率,各热力参数随故障严重程度变化大体呈线性关系。（2）优化基于数据驱动的气路故障诊断方法。a)针对浅层学习算法——核极限学习机KELM未考虑特征对故障分类贡献差异导致诊断性能不佳问题,提出基于改进核极限学习机算法FWKELM-RF,故障仿真实验验证表明,与其他传统的KELM算法相比,在四个不同工况下均具有更优的故障识别准确性和稳定性。b)针对深度学习算法——深度置信网络DBN中大量初始参数影响诊断准确性问题,本文提出基于遗传算法优化DBN的气路故障诊断方法。通过仿真实验验证表明,GA-DBN与其他诊断算法相比,故障识别准确率更高（可达98.4%）,且遗传算法优化相比于粒子群优化和模拟退火优化,具有更强的全局搜索性能。（3）建立基于模型的气路故障诊断方法。为进一步估计气路故障的衰退程度,将无迹卡尔曼滤波器UKF应用于燃气轮机系统模型中,建立气路故障诊断方法;采用能观度分析方法选择具有较高估计精度的测量参数组合;通过仿真实验验证表明,该诊断方法对三轴式燃气轮机气路故障具有较高的估计精度。（4）提出基于无迹卡尔曼滤波器的气路与传感器耦合故障诊断方法。针对气路与传感器耦合故障下单一故障诊断方法性能差的问题,本文建立传感器故障诊断系统,通过仿真实验验证方法的可靠性。在此基础上,通过多工况条件下的运行数据消除传感器故障影响,提出一种气路与传感器故障并存的诊断方法;通过建立气路和传感器故障识别模块,并自适应更新诊断系统参数,提出一种考虑气路与传感器故障时序的诊断方法。最后,通过仿真实验验证两个方法对耦合故障的诊断能力。
王进,周玲,季路成[4]（2021）在《轴流压气机一维特性计算方法简介及展望》文中研究指明一维特性计算作为压气机设计体系的关键环节,在压气机的初始设计阶段发挥了重要作用。作为一种高度经验化的工程近似计算方法,一维性能计算需要大量实验数据的支撑。从实验数据中总结得到的经验关联式的质量,是决定一维计算成功与否的关键。在充分调研欧美以级叠加方法和平均线方法为主的一维性能分析方法的基础上,回顾了轴流压气机一维特性计算方法的起源,讨论了其发展趋势与研究现状。对一维特性计算方法的基本原理及其所使用的经典经验关联式进行了整理总结,指明了压气机一维性能分析未来进一步发展的方向。
李世尧[5]（2020）在《天然气管道燃气轮机气路诊断及性能自愈研究》文中进行了进一步梳理燃气轮机以其运行效率高、单机功率大、使用寿命长等特点,被广泛应用于航空、船舶、电力、机械驱动等众多领域。在天然气长输管道中,燃驱压缩机组的应用能够大幅降低当地电网负荷,是电力供应欠发达地区的首选动力设备。但由于工作环境恶劣,压气机、燃烧室、涡轮将不可避免地出现叶片积垢、叶片磨损、叶顶间隙增加和喷嘴积碳等问题,从而导致了各部件气路性能的衰退。在气路性能衰退的早期阶段,燃气轮机的输出功率和热循环效率会出现不同程度的下降。随着部件性能的进一步恶化,一旦引起非计划停机,将会给天然气管道运行带来重大的安全隐患。为了避免因气路故障导致的意外停机,运营单位应当及时、准确地掌握燃气轮机各部件的健康状况,并以此为依据,制定合理的维检修计划。开展气路诊断研究,则是实现上述目标的一种有效方法,同时,也有助于推动燃气轮机的维护策略从定期维护向视情维护转变。在实际运营中,针对各部件的性能衰退问题,决策是否需要停机维修,需从经济性和安全性的角度综合考虑。对于轻微的性能衰退,通常并不需要立即进行停机维护,但由此造成的燃气轮机输出功率下降,会对增压站的输气能力产生消极影响。因此,开展性能自愈研究,提升燃气轮机处于亚健康状态时的输出功率,同样具有重要意义。上述两方面研究的重点在于:建立具有不同用途的燃气轮机气路性能分析模型;解决因现场数据质量不佳,而导致的部件特性线修正结果不准确和不稳定的问题;解决因气路可测参数数量少于部件健康因子数量时,诊断结果精度下降的问题;减弱部件性能轻微退化对整机输出功率造成的消极影响。具体的研究内容如下:（1）建立了三种具有不同用途的燃气轮机气路性能分析模型。参照《NASA计算单一物质热物性的格伦系数》,编程实现空气、燃料和燃气的热物性计算;建立具有相同输入和输出数据格式的部件性能计算模块,并将其用于搭建GE LM2500+SAC型燃气轮机的整机气路模型;在Newton-Raphson（牛顿—莱普生）算法的框架下,根据不同的性能分析需求,通过改变迭代过程中的独立变量和控制方程,分别建立了气路性能计算模型、气路性能仿真模型和气路性能诊断模型,并对其准确性进行了验证。（2）针对使用现场运行数据进行燃气轮机性能适配时,部件特性线不能被准确修正的问题,提出了一种基于遗传算法的改进气路性能适配方法。改进方法包含两项措施:一方面,将预测的部件性能曲线与基于实际运行数据获得的部件性能回归曲线之间的吻合度,作为适配效果的评价指标;另一方面,在非设计工况性能适配的过程中,对设计工况点的部件性能参数进行二次校准。验证结果表明:利用经改进方法修正后的部件特性线进行性能仿真,误差超过0.5%的性能参数个数,仅占全部参数个数的4.9%,且适配结果对于误差对照点的选择并不敏感。基于8个误差对照点进行性能适配时,耗时约12分钟,能够满足工程应用要求。（3）针对气路诊断过程中,由于可测参数数量少于部件健康因子数量,而导致诊断结果精度下降的问题,提出了一种融合极限学习机与性能分析模型的气路诊断方法。在融合方法中,仿真模型被用于构建典型性能衰退模式下的征兆样本库,并给出燃气轮机处于健康状态时的各项气路可测参数;极限学习机的作用在于给出待识别样本与全部性能衰退模式之间的相似程度;诊断模型则在不同的性能衰退模式下,对待定健康因子进行定量计算;通过合理性判断,输出最终的诊断结果。以三部件性能衰退模式的识别结果为例,BP神经网络、极限学习机和支持向量机的误识别率均在4%左右,而融合方法仅为0.64%。即使训练样本或模型超参数设置不合理,其误识别率仍不超过1.6%。基于更优的模式识别效果,融合方法因而能够提供更准确的诊断结果。（4）针对部件气路性能衰退而导致的燃气轮机输出功率下降的问题,提出了一种基于变几何动力涡轮的性能自愈方法。即在保证各项气路参数不超安全限值的前提下,通过增加动力涡轮的通流能力和燃料供应量,使燃气轮机获得更高的循环压比和工质质量流量,以此实现恢复输出功率的目的。仿真结果表明,输出功率的恢复上限取决于高压压气机的出口温度裕度。当大气温度升高或高压涡轮通流能力下降时,该裕度降低,性能自愈效果会被减弱。反之,当高压涡轮通流能力上升或其等熵效率下降时,该裕度升高,性能自愈效果将被增强。此外,如果高压压气机在超过额定转速后,依然能够保持高效运行,同样有助于提升性能自愈效果。在组合性能衰退模式中,每个健康因子的变化情况,都将独立影响高压压气机的出口温度裕度,因而也会对性能自愈效果产生叠加影响。
周桥[6]（2020）在《微小型回热循环燃气轮机性能仿真及控制规律优化研究》文中提出微小型燃气轮机具有功率密度高、排放低、启动快、维修简单的优势,可广泛应用于分布式供能、特种电源和战车动力,是一种很有前景的高技术集成型热-功转化装备。微小型燃气轮机存在效率偏低和变工况性能衰减的技术瓶颈,而回热循环是提高微小型燃气轮机全工况热效率的有效方式。本文以广泛应用的两种典型回热循环燃气轮机,即单轴燃气轮机和动力涡轮导叶可调式三轴燃气轮机为研究对象,首先开展回热循环燃气轮机仿真模型研究,改善模型的收敛性与实时性;随后,开展回热器精细化建模,提高回热器仿真模型精度与维度;在此基础上,分别开展单轴与三轴回热循环燃气轮机性能仿真研究,获得最优控制规律与最优控制策略;最后,进行回热循环燃气轮机总体特性研究,分析控制参数调节速度与回热器热惯性对回热循环燃气轮机非稳态响应的影响,并提出快速实现非稳态控制的调控策略。本文的主要研究内容与结论如下:（1）采用部件法建立基于MATLAB/m语言的回热循环燃气轮机仿真程序,解决回热循环燃气轮机,特别是结构复杂的动力涡轮导叶可调式三轴回热循环燃气轮机仿真模型收敛性难题,结果表明非稳态性能仿真的实时性显着改善。（2）采用基于换热微元的回热器换热仿真方法,推导获得适用于逆流、顺流与叉流式回热器的改进换热仿真模型。该模型可有效提高回热器剧烈运行工况的仿真精度,并可获得回热器温度沿流向的分布,从而提高模型仿真维度。该模型还具备模拟回热器内部泄漏与纵向换热效应的潜力。（3）开展单轴回热循环燃气轮机整机性能研究。对恒转速与变转速两种控制模式进行对比,获得了最优变转速控制规律,证明保持涡轮出口温度为设计值是显着改善燃气轮机全工况性能的最优控制策略。进一步研究发现,回热器性能衰退对变转速控制模式的整机性能恶化影响更为严重。（4）开展动力涡轮导叶可调式三轴回热循环燃气轮机整机性能研究。对动力涡轮转速与导叶角度调节两种控制模式进行对比,阐明了导叶角度调节与回热器耦合作用可以改善整机性能的内在机理,获得了动力涡轮转速与导叶角度的联合最优控制规律。进一步研究表明,单轴回热循环燃气轮机的最优控制策略亦适用于动力涡轮导叶可调式三轴回热循环燃气轮机。在联合最优控制规律下,当高压轴相对物理转速分别为0.95、0.90、0.85时,可获得6.37%、15.88%、47.80%的输出功率提升,以及10.84%、25.59%、64.97%的热效率提升。（5）开展回热循环燃气轮机总体特性研究,分析其非稳态响应规律。结果表明,回热循环燃气轮机非稳态响应主要由控制参数调节速率与回热器热惯性决定。在单轴回热循环燃气轮机中,回热器热惯性导致燃气轮机参数变化出现迟滞性,易造成参数超调。在动力涡轮导叶可调式三轴回热循环燃气轮机中,燃油流量与导叶角度调节对整机非稳态响应起决定作用,而动力涡轮转速调节影响相对较小。回热器热惯性使整机非稳态响应分为快速响应区与回热器滞后区。控制参数的快速调节有助于缩短整机稳定时间,并且燃油流量与导叶角度联合调节有利于快速实现三轴回热循环燃气轮机非稳态响应。
葛瑶[7]（2020）在《变循环发动机多级风扇与外涵一体化数值计算方法研究》文中研究指明变循环发动机是未来航空动力潜在的发展方向,其变几何特征可使发动机的工作范围更宽,性能更优。但由于其结构复杂,变几何部件之间的性能变化相互影响且匹配关系多,给三维数值计算增大了难度。本文针对变循环发动机风扇系统、高压压气机及外涵进行了数值计算方法研究,并通过不同的几何模型进行了计算验证和数值分析。首先本文在课题组自研的高精度CFD程序NUAA-Turbo2.0基础上,针对变循环发动机一体化计算进行了数值计算方法研究。整体采用RANS定常计算、隐式牛顿迭代、对称高斯赛尔迭代方法（SGS）,湍流模型采用Menter-SST下的k-?模型。无粘对流通量的空间离散采用Roe格式。为提高计算精度,无粘对流通量插值采用二阶MUSCL格式;粘性通量空间离散则采用二阶中心差分格式。在一体化计算中,主要难点在于初场的搭建和边界条件的给定,对此在程序中添加了流量出口边界条件。并采用了“分部”计算的初场方法,收敛性较好。针对计算加速问题,本文对计算网格进行分块并采用了MPI并行技术,加速效果明显。采用上述数值方法对典型算例NASA变循环风扇系统进行了一体化数值计算。在对前后风扇性能进行验证后,对双涵道设计状态、单涵道设计状态进行了数值计算。结果表明,该变循环风扇系统主要通过改变风扇进口导叶角度来实现宽范围的流量控制。进行整体计算时前风扇压比偏高,后风扇压比偏低,流量、效率、涵道比与设计值较为吻合,说明该数值计算方法可以应用于变循环风扇系统的数值计算。然后用上述数值计算方法对工程应用算例变循环发动机压缩系统（核心机驱动风扇、高压压气机）及外涵道进行了一体化数值计算。双涵道设计状态下设计点计算结果表明,计算参数与设计参数相对误差在5%以内,说明该数值计算方法较为可靠。并通过改变外涵道背压进行了外涵道节流特性分析。节流特性研究表明,随着外涵道背压增大,风扇涵道比大幅降低,引射器涵道比几乎不变;外涵道背压改变对HPC和CDFS的压比、效率和流量影响都不大。其次对该发动机单涵道模式地面慢车状态进行了计算分析,计算结果表明,单涵道模式下设计点计算参数与设计值相对误差在3.5%以内,进一步验证了该数值计算方法的可靠性。外涵节流特性表明,随着外涵道背压的增大,CDFS压比大幅增加,流量小幅降低;高压压气机压比降低,流量增加;引射器出口流量和涵道比大幅减小,说明涵道比调节范围主要取决于引射器涵道。
李旭[8]（2019）在《可变扩压器式离心压气机设计与性能分析》文中进行了进一步梳理增压柴油机能够有效提高柴油机的功率密度,改善柴油机的经济性和排放,但是受限于增压器的性能,增压柴油机不能在全工况范围内保持良好的性能,特别是在低负荷时,功率下降,排温增高,排放性能恶化。因此利用变几何压气机改善增压柴油机低负荷的性能就成为了一个重要的研究方向。本文主要完成了可变扩压器离心压气机的设计和性能分析,主要包括变几何压气机流场分析、变几何压气机设计及变几何压气机性能试验、变几何压气机的稳态性能和瞬态性能建模,采用仿真的方法研究了可变几何压气机对增压柴油机性能的影响,本文研究的主要内容如下:（1）利用CFX流体软件分析了变几何压气机结构参数对压气机流场和性能的影响。建立了变几何压气机的流体仿真模型,分析了不同扩压器叶片入口角度和不同的半径比对压气机流场和性能的影响。结果表明随着扩压器叶片角度的增大,压气机的喘振边界向左移动,压气机的流量范围从1.4kg/s～2.8kg/s扩展到0.2kg/s～2.8kg/s,流量范围扩大了85.7%,压气机的最高效率随着扩压器叶片角度增大而降低。研究发现在低速喘振边界时,扩压器的尾缘会出现脱离涡,而随着扩压器叶片角度的增大,脱离涡会逐渐向上游发展,最终蔓延到整个叶轮流场。进一步分析发现这种涡流在叶轮中的发展是由于大角度下叶轮出口气体回流引起的。同时研究分析了不同入口半径比对压气机流场和性能的影响,发现随着入口半径比的增大,压气机无叶扩压段的压力上升,流速下降,形成高压低速区,容易产生涡流,影响流场的均匀分布,导致压气机效率下降。对比了低速、中速和高速状态下不同半径比的静压恢复系数和总压损失系数,提出了基于转速权重的有效静压恢复系数和有效总压损失系数,对比不同扩压器叶片入口角度的有效静压恢复系数和有效总压损失系数,发现入口半径比为1.12的有效静压恢复系数最高,有效总压损失系数最小,因此将设计的可变几何压气机的扩压器入口半径比设定为1.12。（2）设计并改造了压气机的可变扩压器结构,对其进行了结构强度的校核,建立了变几何压气机试验台架,完成了变几何压气机的稳态性能和瞬态性能的试验。针对原压气机的结构,选择扩压器叶片角度可变作为可变几何压气机的实现方式,设计了摇臂旋转盘机构实现了扩压器叶片的同步旋转,并利用齿轮副实现了扩压器叶片角度的精密控制,将其安装在扩压器底盘的背面,避免了对扩压器流场的影响;利用外部的空间安装步进电机和齿轮副实现减速和扭矩的传输功能。对设计的结构进行了结构强度校核和变形分析,结构的最小安全系数为1.48,最大的变形为0.35mm,满足强度要求。利用大型压缩机作为动力源,采用电磁控制阀控制变几何压气机的进出口压力和流量,并安装了稳态和瞬态数据记录设备,建立了变几何压气机试验台。根据建模的要求选择稳态性能和瞬态性能试验工况点,在试验台上完成了变几何压气机的稳态性能试验和瞬态性能试验。（3）建立了变几何压气机的稳态性能和瞬态性能预测模型。采用椭圆方程和偏最小二乘法对变几何压气机的稳态性能进行拟合预测,利用椭圆方程将不同扩压器角度下的不同转速的压气机特性曲线转换成不相关的独立参数,利用偏最小二乘法建立各独立参数与压气机转速和扩压器叶片角度的非线性模型。结果显示压比-流量特性图和效率-流量特性图最大的拟合误差均为2%,在转速为0.625时压比的最大预测误差为1.6%,效率的预测误差为4.4%;在固定角度下,压比和效率预测能力相差无几,两者的最大预测误差分别为3%和2.5%。对试验获得的瞬态性能曲线进行了分析,定义了表达瞬态过程的性能参数,并利用性能参数组合的数学表达式给出了变几何压气机的瞬态性能曲线;对性能参数与控制参数的相关性进行了分析,建立了性能参数与控制参数的数学表达式,并利用多项式和基于偏最小二乘法建立了变几何压气机的瞬态性能模型;对模型的拟合性能和预测性能进行了检验,验证了模型的有效性。结果表明所建立的稳态性能预测模型显示了良好的预测能力,其预测精度也远远优于常规的查表法和神经网络法;所建立的瞬态性能预测模型不仅能够有效地拟合已知的变几何压气机的瞬态性能,而且还能够预测变几何压气机瞬态性能的变化,显示了良好的定性预测和定量预测能力,能够满足数学建模的精度要求。（4）建立了可变扩压器离心压气机与柴油机的联合仿真模型,研究了变几何压气机对柴油机性能的影响。利用simulink平台建立了变几何压气机和柴油的联合仿真平台,研究了变几何压气机对推进特性、负荷特性和高背压工况下柴油机性能的影响。结果显示采用变几何压气机后,柴油机的推进特性和负荷特性均有所改善,油耗降低,最多降低了4.58%,高背压时柴油机的功率也得到有效恢复,功率恢复系数最多增加了96%。在推进特性下,随着负荷降低,最佳的扩压器叶片入口角度增加;在高背压下,随着背压增加,最佳的扩压器入口角度增加。
彭铖[9]（2019）在《多级轴流压气机一维性能建模及变几何优化》文中研究指明一维性能建模在轴流压气机准三维气动设计体系中占有重要地位。本文在梳理多级轴流压气机一维性能分析方法及其工程应用背景的基础上,首先开发完善了一维分析程序,然后发展了模型自动校准方法和基于CFD的附面层堵塞计算方法,并在此基础上开展了压气机变几何研究。本文研究内容包括:一、一维分析方法。论述了平均中径法的基本原理,并通过整理归纳叶栅性能计算,端壁堵塞效应和喘振边界预测的经验模型,完善了一维性能分析方法,针对性地对4台压气机进行性能预测,验证了本文发展的一维性能分析程序具有较高的预测精度。二、经验模型自动校准方法。鉴于经验模型难以普遍适用于各种流动情况,针对叶栅性能模型发展了一种自动校准方法。该方法是通过优化算法对经验模型中关键参数进行调整以减小预测性能和实验值的偏差。通过对4台不同级数和载荷的压气机进行校准,验证了方法的有效性和通用性。三、基于CFD结果的附面层堵塞计算方法。为了建立压气机附面层堵塞从三维向低维性能模型的反馈,发展了一种基于CFD结果计算附面层堵塞的方法。该方法根据附面层中多种特征参数联合确定附面层边界位置。并通过对二维平板,压气机端壁及叶片表面附面层进行提取,验证了方法具有较好的可靠性。四、压气机变几何优化。基于本文发展的一维分析程序和遗传算法,建立一种变几何优化方法。针对一台6级压气机,开展了单转速和多转速变几何优化,与实验调节方案的对比结果说明了变几何优化方法的有效性。以上研究完善了轴流压气机一维分析方法,并为变几何主动控制方案的确定提供了可靠的技术支撑。
陆桑炜[10]（2019）在《变循环发动机非线性自适应模型研究》文中认为随着工程科学的发展,变循环发动机由于兼顾高单位推力超声速巡航和低耗油率亚声速巡航的能力,成为了当前航空发动机领域的发展重点。为了研究变循环发动机的性能特点与控制规律,需要建立精确的变循环发动机部件级模型。一般的手动模型修正方法需要耗费大量的人力成本和时间成本,因此,论文针对变循环发动机非线性自适应模型进行研究。建立了变循环发动机部件级模型,通过稳态仿真和动态仿真验证了非线性模型的合理性。改进了各个部件流路的热力学计算方法,提高了部件级模型实时性。为论文后续研究变循环发动机控制规律和自适应建模奠定了基础。研究了变循环发动机慢车以上状态和加力状态的控制规律。针对模式切换过程中推力抖动量过大的问题,分析了发动机台架试验可测参数与推力的相关性,以此为参考建立了神经网络推力估计器,研究了变循环发动机直接推力控制。分析并选择了自适应模型的待优化参数和目标参数,分别采用粒子群算法和容积卡尔曼滤波算法估计部件特性修正系数。通过仿真比较,在达到相同的目标精度的情况下,后者具有更好的实时性。研究了变循环发动机部件特性的自适应更新策略,分析模型修正过程中常见的问题并提出了解决方案。计算出了部件特性修正系数与特性线缩放系数的关系,实现了变导叶部件特性的自适应更新。验证了变循环发动机非线性自适应模型的有效性和工程适用性。
二、一种改进的变几何压气机特性计算方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种改进的变几何压气机特性计算方法（论文提纲范文）
（1）基于气路性能混合模型的燃气轮机叶片故障预警及诊断方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关研究进展 |
| 1.2.1 气路性能机理模型研究进展 |
| 1.2.2 气路性能混合模型研究进展 |
| 1.2.3 叶片故障预警研究进展 |
| 1.2.4 叶片故障诊断研究进展 |
| 1.3 当前研究趋势及需要解决的关键问题 |
| 1.3.1 当前研究趋势 |
| 1.3.2 需要解决的关键问题 |
| 1.4 本文研究内容及结构安排 |
| 第二章 燃气轮机个性化气路性能机理模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 燃气轮机通用气路性能机理模型 |
| 2.2.1 部件数学模型 |
| 2.2.2 稳态数学模型 |
| 2.2.3 动态数学模型 |
| 2.3 燃气轮机部件特性曲线自适应 |
| 2.3.1 部件特性通用解析解 |
| 2.3.2 更新因子提取及灵敏度分析 |
| 2.3.3 改进粒子群优化算法 |
| 2.3.4 通用解析解自适应方法 |
| 2.3.5 方法验证 |
| 2.4 燃气轮机循环参考点整定 |
| 2.4.1 循环参考点 |
| 2.4.2 循环参考点逆向迭代求解理论 |
| 2.4.3 循环参考点整定方法 |
| 2.4.4 验证案例描述 |
| 2.4.5 方法评估与验证分析 |
| 2.5 燃气轮机个性化气路性能机理模型应用 |
| 2.5.1 燃气轮机及其气路测试参数概述 |
| 2.5.2 个性化稳态气路性能机理模型及应用 |
| 2.5.3 个性化动态气路性能机理模型及应用 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 燃气轮机气路性能混合驱动模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 燃气轮机气路性能数据驱动模型 |
| 3.2.1 多层感知机理论 |
| 3.2.2 燃气轮机气路性能数据驱动模型构建方法 |
| 3.2.3 方法验证 |
| 3.3 面向单元体的燃气轮机气路性能混合模型 |
| 3.3.1 面向对象与燃气轮机气路性能仿真 |
| 3.3.2 面向单元体的气路性能混合模型构建方法 |
| 3.3.3 方法验证 |
| 3.4 基于径向基神经网络误差补偿的混合模型 |
| 3.4.1 径向基神经网络 |
| 3.4.2 基于径向基神经网络的误差补偿方法 |
| 3.4.3 方法评估与对比验证 |
| 3.5 气路性能混合模型应用实例 |
| 3.5.1 应用案例1 |
| 3.5.2 应用案例2 |
| 3.5.3 应用案例3 |
| 3.5.4 应用案例4 |
| 3.5.5 案例对比分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于宽频振动和混合模型的燃气轮机叶片故障预警 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 宽频振动信号特征提取 |
| 4.2.1 宽频振动信号测试 |
| 4.2.2 宽频振动信号特征提取方法 |
| 4.2.3 各部件宽频振动信号特征 |
| 4.3 气路性能信号特征提取 |
| 4.3.1 压气机气路性能信号特征 |
| 4.3.2 燃气涡轮气路性能信号特征 |
| 4.3.3 动力涡轮气路性能信号特征 |
| 4.4 基于宽频振动和混合模型的叶片故障预警方法 |
| 4.4.1 报警阈值 |
| 4.4.2 叶片故障特征阈值设定方法 |
| 4.4.3 叶片故障预警方法 |
| 4.5 方法应用案例 |
| 4.5.1 叶片报警阈值生成 |
| 4.5.2 预警方法验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于混合模型的燃气轮机叶片故障诊断 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 燃气轮机叶片故障 |
| 5.2.1 典型叶片故障 |
| 5.2.2 燃气轮机叶片故障判据 |
| 5.3 基于改进粒子群和混合模型的燃气轮机叶片故障诊断 |
| 5.3.1 非线性气路分析法 |
| 5.3.2 比折合参数表征的叶片健康参数 |
| 5.3.3 基于改进粒子群和混合模型的叶片故障诊断方法 |
| 5.3.4 方法验证及实际应用案例 |
| 5.4 基于SVM和混合模型的燃气轮机叶片故障诊断 |
| 5.4.1 支持向量机 |
| 5.4.2 基于混合模型的叶片故障模拟 |
| 5.4.3 基于SVM和混合模型的叶片故障诊断方法 |
| 5.4.4 方法评估及实际应用案例 |
| 5.5 燃气轮机叶片故障自动诊断方法 |
| 5.5.1 模式识别理论 |
| 5.5.2 叶片故障模式相似度分析 |
| 5.5.3 基于改进相似度的自动诊断方法 |
| 5.5.4 应用案例 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 论文主要研究成果 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
（2）燃气轮机压气机特性曲线拟合研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明表 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 压气机特性曲线产生方法 |
| 1.2.1 一维平均流线方法研究现状 |
| 1.2.2 统计外推方法研究现状 |
| 1.3 压气机特性曲线表示方法 |
| 1.3.1 人工神经网络方法研究现状 |
| 1.3.2 通用数学表达式方法研究现状 |
| 1.3.3 椭圆方程方法研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 级叠加模型 |
| 2.1 级叠加模型介绍 |
| 2.2 GUI界面介绍 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 统计外推模型 |
| 3.1 统计外推方法介绍 |
| 3.2 统计外推曲线的获取 |
| 3.3 统计外推曲线的验证 |
| 3.4 统计外推曲线的修正 |
| 3.5 实例分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 神经网络模型 |
| 4.1 压气机性能曲线介绍 |
| 4.2 神经网络模型描述 |
| 4.2.1 BP神经网络模型 |
| 4.2.2 RBF神经网络模型 |
| 4.2.3 极限学习机(ELM)模型 |
| 4.3 神经网络模型验证 |
| 4.3.1 数据的获取及预处理 |
| 4.3.2 模型评价指标 |
| 4.3.3 预测结果及分析 |
| 4.3.4 训练数据对网络性能的影响 |
| 4.3.5 训练样本数据分布对网络性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 通用数学表达式模型 |
| 5.1 通用数学表达式模型介绍 |
| 5.1.1 参考点 |
| 5.1.2 喘振边界线 |
| 5.1.3 堵塞边界线 |
| 5.1.4 最佳运行线 |
| 5.1.5 等转速线 |
| 5.2 通用数学表达式模型验证 |
| 5.3 结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 椭圆方程模型 |
| 6.1 椭圆方程模型介绍 |
| 6.2 椭圆方程的求解 |
| 6.3 边界点的确定 |
| 6.4 模型验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 本文工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）三轴式燃气轮机气路故障诊断方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与发展趋势 |
| 1.2.1 基于数据驱动的气路故障诊断方法研究进展 |
| 1.2.2 基于模型的气路故障诊断方法研究进展 |
| 1.2.3 发展趋势及存在的问题 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 基于仿真模型的典型气路故障影响研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 三轴式燃气轮机仿真模型 |
| 2.2.1 建模方法 |
| 2.2.2 仿真模型实验验证 |
| 2.3 气路故障类型与诊断原理 |
| 2.3.1 常见气路故障类型 |
| 2.3.2 气路故障诊断原理 |
| 2.4 典型气路故障对燃气轮机的性能影响分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于数据驱动的气路故障诊断方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数据预处理 |
| 3.3 基于改进核极限学习机的气路故障诊断方法 |
| 3.3.1 改进核极限学习机算法 |
| 3.3.2 UCI标准测试集验证 |
| 3.3.3 燃气轮机气路故障数据集验证 |
| 3.4 基于优化深度置信网络的气路故障诊断方法 |
| 3.4.1 优化深度置信网络的气路故障诊断方法 |
| 3.4.2 仿真验证 |
| 3.4.3 实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于模型的气路故障诊断方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于无迹卡尔曼滤波器的气路故障诊断方法 |
| 4.2.1 无迹卡尔曼滤波算法 |
| 4.2.2 基于无迹卡尔曼滤波器的气路故障诊断方法 |
| 4.3 基于无迹卡尔曼滤波器的气路故障诊断性能研究 |
| 4.3.1 测量参数优化选择 |
| 4.3.2 噪声协方差影响分析 |
| 4.3.3 气路突变故障诊断性能研究 |
| 4.3.4 气路渐变故障诊断性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 气路与传感器耦合故障诊断方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于无迹卡尔曼滤波器的传感器故障诊断方法 |
| 5.2.1 单传感器故障诊断方法 |
| 5.2.2 多传感器故障诊断方法 |
| 5.3 气路与传感器耦合故障诊断方法 |
| 5.3.1 气路与传感器故障并存的诊断方法 |
| 5.3.2 考虑气路与传感器故障时序的诊断方法 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）轴流压气机一维特性计算方法简介及展望（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 一维计算的起源、发展与现状 |
| 1.1 起源回顾 |
| 1.2 发展趋势与研究现状 |
| 2 级叠加方法 |
| 2.1 简介 |
| 2.2 级性能关系 |
| 2.3 HARIKA程序 |
| 2.4 对级叠加方法的评述 |
| 3 平均线方法 |
| 3.1 复杂流动的简化 |
| 3.2 攻角/落后角模型 |
| 3.2.1 设计攻角 |
| 3.2.2 设计落后角 |
| 3.2.3 非设计落后角 |
| 3.3 损失模型 |
| 3.3.1 叶型损失 |
| 3.3.2 激波损失 |
| 3.3.3 叶尖泄漏损失 |
| 3.3.4 端区损失 |
| 3.3.5 非设计损失 |
| 3.4 失速与堵塞 |
| 3.5 对平均线方法的评述 |
| 4 总结及展望 |
（5）天然气管道燃气轮机气路诊断及性能自愈研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 气路性能适配研究进展 |
| 1.2.2 气路性能诊断研究进展 |
| 1.2.3 性能自愈研究进展 |
| 1.3 本文的主要工作与结构安排 |
| 第2章 天然气管道燃气轮机气路性能分析模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 工质热物性参数 |
| 2.2.1 大气组分的确定 |
| 2.2.2 燃气组分的确定 |
| 2.2.3 带有冷却结构的涡轮燃气组分的确定 |
| 2.2.4 湿空气与燃气的热物性参数 |
| 2.3 主要部件的气路热力性能计算模块 |
| 2.3.1 压气机模块 |
| 2.3.2 燃烧室模块 |
| 2.3.3 涡轮模块 |
| 2.4 燃气轮机气路性能分析模型 |
| 2.4.1 气路性能仿真模型 |
| 2.4.2 气路性能计算模型 |
| 2.4.3 气路性能诊断模型 |
| 2.5 气路性能分析模型的准确性验证 |
| 2.5.1 仿真模型的准确性验证 |
| 2.5.2 计算模型的准确性验证 |
| 2.5.3 诊断模型的准确性验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于遗传算法的改进燃气轮机非设计工况性能适配方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 性能适配的实现方法 |
| 3.3 传统的非设计工况性能适配方法 |
| 3.4 改进的非设计工况性能适配方法 |
| 3.4.1 基于曲线相似度的适配精度评估 |
| 3.4.2 设计工况点二次校正 |
| 3.4.3 改进方法的适配流程 |
| 3.5 改进适配方法的应用 |
| 3.5.1 燃气轮机的运行数据 |
| 3.5.2 基于试车数据的准确性验证 |
| 3.5.3 基于现场数据的实际应用 |
| 3.5.4 改进方法的优势分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 融合极限学习机与性能分析模型的燃机气路诊断研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 常用模式识别方法的基本理论 |
| 4.2.1 BP神经网络基本理论 |
| 4.2.2 极限学习机基本理论 |
| 4.2.3 支持向量机基本理论 |
| 4.3 基于不同方法的模式识别效果比较 |
| 4.3.1 性能衰退模式及样本库构建 |
| 4.3.2 基于BP神经网络、极限学习机和支持向量机的识别效果 |
| 4.4 极限学习机与气路性能分析模型融合方法的诊断原理 |
| 4.5 融合方法的诊断效果 |
| 4.5.1 性能衰退模式的识别效果 |
| 4.5.2 模糊效应的弱化效果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于变几何动力涡轮的燃气轮机性能自愈研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 部件性能退化对整机性能的影响 |
| 5.2.1 部件性能退化对喘振裕度的影响 |
| 5.2.2 部件性能退化对最大允许输出功率的影响 |
| 5.2.3 部件性能退化对热循环效率的影响 |
| 5.3 性能自愈的实现原理 |
| 5.4 性能自愈效果 |
| 5.4.1 单因子性能衰退模式下的自愈效果 |
| 5.4.2 多因子性能衰退模式下的自愈效果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）微小型回热循环燃气轮机性能仿真及控制规律优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与发展趋势 |
| 1.2.1 燃气轮机性能仿真方法研究 |
| 1.2.2 简单循环燃气轮机性能分析与控制规律优化研究 |
| 1.2.3 回热循环燃气轮机性能分析与控制规律优化研究 |
| 1.2.4 小结 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 基于部件法的燃气轮机建模方法与仿真程序 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 工质热力性质与变比热计算方法 |
| 2.3 燃气轮机设计点仿真模型 |
| 2.3.1 大气环境建模方法 |
| 2.3.2 进/排气道及过渡段建模方法 |
| 2.3.3 压气机建模方法 |
| 2.3.4 燃烧室建模方法 |
| 2.3.5 燃气发生器涡轮建模方法 |
| 2.3.6 动力涡轮建模方法 |
| 2.3.7 回热器建模方法 |
| 2.4 燃气轮机非设计点仿真模型 |
| 2.4.1 部件特性图的处理与插值方法 |
| 2.4.2 燃气轮机部件法稳态仿真模型 |
| 2.4.3 燃气轮机部件法非稳态仿真模型 |
| 2.5 非线性方程组求解方法 |
| 2.6 基于Matlab/m语言的回热循环燃气轮机仿真程序 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 回热器性能实验与仿真模型研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 回热器实验台介绍 |
| 3.3 回热器性能实验研究 |
| 3.3.1 不考虑性能衰退的回热器性能 |
| 3.3.2 考虑性能衰退的回热器性能 |
| 3.4 回热器仿真模型研究 |
| 3.4.1 基于换热有效度的回热器换热仿真模型 |
| 3.4.2 基于换热系数的回热器换热仿真模型 |
| 3.4.3 基于换热微元的换热仿真模型后续改进 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 单轴回热循环燃气轮机性能分析与控制规律研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 稳态仿真模型验证 |
| 4.3 总体性能分析与控制规律优化 |
| 4.3.1 恒转速控制模式 |
| 4.3.2 变转速控制模式 |
| 4.4 回热器性能衰退对燃气轮机性能的影响研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 三轴回热循环燃气轮机性能分析与控制规律研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 稳态仿真模型验证 |
| 5.3 动力涡轮转速调节对燃气轮机性能的影响 |
| 5.4 动力涡轮导叶角度调节对燃气轮机性能的影响 |
| 5.4.1 性能改善作用验证与机理分析 |
| 5.4.2 安全运行限制条件 |
| 5.4.3 最优导叶角度控制规律 |
| 5.4.4 大气温度对最优导叶角度控制规律的影响 |
| 5.5 动力涡轮转速与导叶角度联合调节控制规律优化 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 回热循环燃气轮机非稳态性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 单轴回热循环燃气轮机非稳态性能 |
| 6.2.1 非稳态仿真模型验证 |
| 6.2.2 恒转速控制模式 |
| 6.2.3 变转速控制模式 |
| 6.3 动力涡轮导叶可调式三轴回热循环燃气轮机非稳态性能 |
| 6.3.1 非稳态仿真模型验证 |
| 6.3.2 单一燃油调节模式 |
| 6.3.3 燃油与动力涡轮转速联合调节模式 |
| 6.3.4 燃油、动力涡轮转速与导叶角度联合调节模式 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要工作与结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）变循环发动机多级风扇与外涵一体化数值计算方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 数值计算方法 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.1.1 笛卡尔坐标系下的N-S方程 |
| 2.1.2 N-S方程的无量纲化 |
| 2.1.3 一般曲线坐标系下的N-S方程 |
| 2.2 SST湍流模型 |
| 2.3 有限体积法 |
| 2.4 无粘通量的空间离散 |
| 2.4.1 Roe格式 |
| 2.4.2 MUSCL格式 |
| 2.5 粘性通量的空间离散 |
| 2.6 定常隐式时间推进 |
| 2.7 边界条件 |
| 2.7.1 亚音速进口边界条件 |
| 2.7.2 亚音速出口边界条件 |
| 2.7.3 壁面无滑移边界条件 |
| 2.8 变循环发动机压缩系统及外涵道一体化计算关键技术 |
| 2.8.1 HOH网格并行分块方法 |
| 2.8.2 流量出口边界条件 |
| 2.8.3 一体化数值计算初场搭建方法 |
| 2.9 本章小结 |
| 第三章 程序的验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 几何模型及网格划分 |
| 3.3 数值方法 |
| 3.4 计算验证及分析 |
| 3.4.1 5°攻角工况 |
| 3.4.2 -1.5°攻角工况 |
| 3.4.3 -8.5°攻角工况 |
| 3.4.4 不同攻角工况下尾迹对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 NASA变循环风扇与涵道一体化数值计算 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 前后风扇特性数值计算 |
| 4.2.1 前风扇设特性计算 |
| 4.2.2 CDFS设计状态特性计算 |
| 4.3 变循环风扇一体化数值计算 |
| 4.3.1 双涵道设计状态数值计算 |
| 4.3.2 单涵道设计状态数值计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 某变循环发动机压缩系统与外涵道一体化数值计算 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 某变循环压缩系统双涵道模式一体化数值计算 |
| 5.2.1 计算域几何模型建立 |
| 5.2.2 计算域网格划分 |
| 5.2.3 数值方法及边界条件设置 |
| 5.2.4 计算结果及分析 |
| 5.3 某变循环压缩系统单涵道模式一体化数值计算 |
| 5.3.1 计算域几何模型建立 |
| 5.3.2 计算域网格划分 |
| 5.3.3 数值方法边界条件设置 |
| 5.3.4 计算结果及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论和展望 |
| 6.1 本文结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（8）可变扩压器式离心压气机设计与性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 改善柴油机低负荷性能研究进展 |
| 1.2.1 相继增压系统 |
| 1.2.2 旁通放气增压系统 |
| 1.2.3 电辅助涡轮增压系统 |
| 1.2.4 可调两级增压系统 |
| 1.2.5 可变几何涡轮(VGT)增压系统 |
| 1.3 可变几何压气机(VGC)研究进展 |
| 1.3.1 可变几何压气机结构的研究 |
| 1.3.2 可变几何压气机特性预测研究 |
| 1.3.3 可变几何压气机在柴油机上的仿真研究 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第2章 可变扩压器离心压气机流场分析 |
| 2.1 流体计算模型建立 |
| 2.1.1 流体计算理论简介 |
| 2.1.2 边界条件的设置和模型的验证 |
| 2.1.3 变几何压气机仿真计算点的选择和网格划分 |
| 2.2 扩压器角度变化对变几何压气机性能的影响 |
| 2.2.1 扩压器叶片角度变化对扩压器流场的影响 |
| 2.2.2 扩压器叶片角度变化对压气机流场的影响 |
| 2.2.3 扩压器叶片角度变化对压气机性能的影响 |
| 2.3 扩压器叶片入口半径比对变几何压气机性能的影响 |
| 2.3.1 入口半径比对压气机流场的影响分析 |
| 2.3.2 入口半径比对扩压器性能参数的影响 |
| 2.3.3 入口半径比对有效静压恢复系数和有效总压损失系数的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 可变扩压器式离心压气机结构设计及试验 |
| 3.1 可变扩压器系统结构设计 |
| 3.1.1 扩压器可调系统设计 |
| 3.1.2 驱动系统设计 |
| 3.1.3 控制系统设计 |
| 3.2 可变扩压器强度校核与分析 |
| 3.2.1 仿真模型的建立 |
| 3.2.2 变几何扩压器结构强度校核 |
| 3.3 可变几何压气机稳态及瞬态试验 |
| 3.3.1 试验方案介绍 |
| 3.3.2 稳态试验和瞬态试验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 可变几何压气机稳态性能预测建模及分析 |
| 4.1 偏最小二乘法理论和椭圆方程理论 |
| 4.1.1 椭圆方程理论 |
| 4.1.2 偏最小二乘法理论 |
| 4.2 变几何压气机稳态性能建模 |
| 4.2.1 椭圆方程拟合 |
| 4.2.2 偏最小二乘法建模 |
| 4.3 变几何压气机稳态性能的拟合与预测 |
| 4.3.1 变几何压气机稳态性能拟合 |
| 4.3.2 变几何压气机稳态性能预测 |
| 4.3.3 EPLS模型与其他模型预测能力的对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 可变几何压气机瞬态性能分析及预测 |
| 5.1 可变几何压气机瞬态性能分析 |
| 5.1.1 瞬态性能参数 |
| 5.1.2 瞬态性能的数学表达式 |
| 5.2 可变几何压气机瞬态性能预测模型的建立 |
| 5.2.1 控制参数对迟滞阶段参数的影响 |
| 5.2.2 控制参数对响应阶段参数的影响 |
| 5.3 可变几何压气机瞬态性能的拟合与预测 |
| 5.3.1 瞬态性能模型的建立 |
| 5.3.2 瞬态性能拟合分析 |
| 5.3.3 瞬态性能预测分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 可变几何压气机对柴油机性能影响的计算分析 |
| 6.1 柴油机与可变几何压气机的联合仿真平台的建立 |
| 6.1.1 变几何压气机性能模型的建立 |
| 6.1.2 增压柴油机性能模型的建立 |
| 6.1.3 变几何增压柴油机仿真平台的验证 |
| 6.2 可变几何压气机对推进特性下柴油机性能的影响 |
| 6.3 可变几何压气机对柴油机负荷特性的影响 |
| 6.4 可变几何压气机对高背压柴油机性能的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）多级轴流压气机一维性能建模及变几何优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 一维性能建模方法 |
| 1.2.2 轴流压气机经验模型 |
| 1.2.3 基于CFD的附面层堵塞计算方法 |
| 1.2.4 变几何优化 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 2 轴流压气机一维分析方法 |
| 2.1 一维分析方法基本理论 |
| 2.2 经验模型 |
| 2.2.1 叶栅性能模型 |
| 2.2.2 端壁堵塞模型 |
| 2.2.3 失速边界预测模型 |
| 2.3 一维分析方法验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 轴流压气机经验模型的自动校准 |
| 3.1 模型自动校准方法 |
| 3.1.1 经验模型与设计变量 |
| 3.1.2 目标函数 |
| 3.1.3 优化算法 |
| 3.2 模型校准方法验证 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 基于CFD的附面层堵塞计算方法 |
| 4.1 附面层提取方法 |
| 4.2 附面层提取方法验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 多级轴流压气机变几何性能优化 |
| 5.1 变几何优化方法 |
| 5.2 变几何优化方法验证 |
| 5.2.1 算例介绍及性能模拟 |
| 5.2.2 优化结果与分析 |
| 5.3 变几何优化总结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 附录内容名称 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（10）变循环发动机非线性自适应模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 变循环发动机技术发展 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 自适应建模技术 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 研究内容安排 |
| 第二章 变循环发动机部件级建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 变循环发动机气动热力学建模 |
| 2.2.1 建模假设 |
| 2.2.2 建模前准备 |
| 2.2.3 各部件气动热力学建模 |
| 2.2.4 整机数学模型 |
| 2.3 变循环发动机模型仿真 |
| 2.3.1 稳态仿真 |
| 2.3.2 动态仿真 |
| 2.4 发动机模型实时性改进方法 |
| 2.4.1 模型流路计算耗时分析 |
| 2.4.2 热力学计算改进方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 变循环发动机控制规律研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 慢车以上状态控制研究 |
| 3.2.1 极限保护控制逻辑 |
| 3.2.3 加减速控制逻辑 |
| 3.3 加力状态控制研究 |
| 3.3.1 双回路单变量控制 |
| 3.3.2 前馈控制 |
| 3.4 模式切换控制研究 |
| 3.4.1 传统单变量控制 |
| 3.4.2 直接推力控制 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 模型修正算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 待优化参数和目标参数选取 |
| 4.3 基于优化算法的模型修正方法 |
| 4.3.1 粒子群算法简介 |
| 4.3.2 适应度函数 |
| 4.3.3 惩罚函数 |
| 4.3.4 控制参数设置 |
| 4.3.5 基于粒子群算法的模型修正流程 |
| 4.4 基于容积卡尔曼滤波的模型修正方法 |
| 4.4.1 容积准则 |
| 4.4.2 状态估计 |
| 4.4.3 时间更新 |
| 4.4.4 量测更新 |
| 4.4.5 基于容积卡尔曼滤波的模型修正流程 |
| 4.5 两种算法模型修正效果对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 变循环发动机自适应建模 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 部件特性自适应更新策略 |
| 5.2.1 “下赶法”更新部件特性 |
| 5.2.2 部件特性修正问题分析 |
| 5.3 变导叶部件特性自适应修正 |
| 5.3.1 变导叶部件特性插值原理 |
| 5.3.2 部件特性图缩放系数计算方法 |
| 5.3.3 变导叶部件特性更新 |
| 5.3.4 变循环发动机自适应建模方法 |
| 5.4 算法仿真验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文内容总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
四、一种改进的变几何压气机特性计算方法（论文参考文献）
- [1]基于气路性能混合模型的燃气轮机叶片故障预警及诊断方法研究[D]. 闫斌斌. 北京化工大学, 2021(02)
- [2]燃气轮机压气机特性曲线拟合研究[D]. 路绪坤. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2021
- [3]三轴式燃气轮机气路故障诊断方法研究[D]. 闫丽萍. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2021(02)
- [4]轴流压气机一维特性计算方法简介及展望[J]. 王进,周玲,季路成. 实验流体力学, 2021(02)
- [5]天然气管道燃气轮机气路诊断及性能自愈研究[D]. 李世尧. 中国石油大学(北京), 2020(02)
- [6]微小型回热循环燃气轮机性能仿真及控制规律优化研究[D]. 周桥. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2020(08)
- [7]变循环发动机多级风扇与外涵一体化数值计算方法研究[D]. 葛瑶. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [8]可变扩压器式离心压气机设计与性能分析[D]. 李旭. 哈尔滨工程大学, 2019(04)
- [9]多级轴流压气机一维性能建模及变几何优化[D]. 彭铖. 大连理工大学, 2019(02)
- [10]变循环发动机非线性自适应模型研究[D]. 陆桑炜. 南京航空航天大学, 2019(02)