Разработка метода идентификации математических моделей газотурбинных двигателей

• Автор: Гилязиев, Марат Гилмзянович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Оглавление

Индексы и сокращения

Условные обозначения

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ГЛАВА 1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ИДЕНТИФИКАЦИИ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ГТД

1Л Общий обзор работ но теории идентификации

1.2 Метод диагностических матриц

1.3 Идентификация математических моделей ГТД методом наименьших квадратов

1.4 Метод максимального правдоподобия

1.5 Идентификация математических моделей ГТД методом гребневых оценок (ридж-оценивания)
1.6 Постановка задачи
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГТД
2Л Методика математического моделирования ГТД
2ЛЛ Виды и классификация математических моделей ГТД
2Л.2 Уравнения математических моделей ГТД
2 Л .3 Представление характеристик узлов газотурбинных двигателей
2 Л .4 Аппроксимация характеристик элементов ГТД
2Л .5. Алгоритм решения системы нелинейных уравнений
2.2 Разработка математической модели совместной работы ГТУ, созданной на базе авиационного ГТД, и нагнетателя
2.2.1 Объект исследования
2.2.2 Исходные данные
2.2.3 Результаты численного моделирования работы ГПА
2.3 Сравнительный анализ результатов численного моделирования работы ГТУ с результатами натурных испытаний
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ИДЕНТИФИКАЦИИ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ГТД
3.1 Алгоритм разработанного метода идентификации математических моделей ГТД
3.1.1 Описание метода идентификации
3.1.2 Описание идентифицируемой математической модели ГТД
3.1.3 Оценка взаимного влияния искомых параметров ГТД
3.1.4. Уточнение искомых параметров ГТД при минимизации невязки между рассчитанными и измеренными параметрами
3.1.5 Оценка погрешности результатов идентификации
3.1.6 Общие свойства разработанного метода идентификации
3.2 Верификация разработанного метода идентификации математических моделей ГТД
3.2.1 Идентификация математической модели ГТД по параметрам, измеренным на одном режиме работы
3.2.2 Идентификация математической модели ГТУ по одному параметру, измеренного на нескольких режимах работы
Заключение
Список литературы

Индексы и сокращения
ГТД - газотурбинный двигатель;
ГТУ - газотурбинная установка;
ГПА - газоперекачивающий агрегат;
кпд - коэффициент полезного действия;
н - невозмущенный поток перед двигателем;
вх - входное устройство, сечение на входе;
КНД - компрессор низкого давления;
КВД - компрессор высокого давления;
к - сечение на выходе из компрессора
КС - камера сгорания, сечение на выходе из него
г - газ, сечение на входе в турбину;
ТВД - турбины высокого давления, сечение за ней;
ТНД - турбина низкого давления, сечение за ней;
СТ - силовая турбина, сечение за ней;
вх ст - сечение на входе в силовую турбину;
нд - низкое давление;
вд — высокое давление;
пр - приведенный параметр;
Е - суммарный;
охл - охлаждающий;
отб - отбираемый;
зд - затурбинный диффузор, сечение на входе в выхлопной тракт ГПА;
вых - выхлопное устройство;
тнд-ст - переходной канал между турбиной низкого давления и силовой турбиной; м - механический;
* — параметр заторможенного потока;
т — топливо;

ты двигателя) и к ухудшению сходимости процесса идентификации, когда расчет принимает неустойчивый характер.
В связи с вышеизложенным, в качестве основной цели в данной работе выбрано: разработка метода идентификации математических моделей авиационных газотурбинных двигателей или энергетических установок, созданных на их базе, позволяющий учитывать взаимное влияние искомых параметров при минимизации невязки между рассчитанными и измеренными значениями параметров, определяющих состояние газотурбинного двигателя.
Для достижения выбранной цели поставлены следующие задачи:
1. Разработка математической модели авиационного газотурбинного двигателя или энергетической установки, созданной на его базе.
2. Верификация разработанной математической модели по результатам испытаний исследуемой силовой установки в стендовых условиях.
3. Разработка алгоритма идентификации, позволяющего учитывать взаимное влияние искомых параметров газотурбинного двигателя при минимизации невязки между измеренными и рассчитанными величинами контролируемых (измеряемых) параметров.
4. Верификация разработанного метода идентификации математических моделей ГТД.