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對于航空發動機研制與發展，想減少許多發展和驗證發動機所要求的昂貴試驗，大規模、細致的仿真具有極大的價值。在研制過程初期，通過仿真對設計進行評估可以節省時間，降低成本。 ’())包括三個主要方面：工程模型，它能夠在不同層次上對大型子系統和系統進行多學科分析；仿真環境，它能夠實現最大的設計能力；高性能的計算平臺，使仿真可以在該平臺上全天運行。
二、仿真與發動機試驗的關系
仿真是通過計算機環境下的虛擬現實來模擬發動機的工作特性。即用數字模型、計算機圖像和可視化技術在仿真環境模擬發動機實際飛行狀態下的主要特性參數的變化，可靠性及部件的相互匹配。建模是仿真的第一步，所建立的計算機環境下的發動機虛擬模型必須能夠反映發動機及其部件的主要特性、結構特征及其相互聯系。因此，要對仿真進行嚴格的校核、驗證和確認（ **+，即 *,-./.012.34，*15.612.34 146 +00-,6.212.34），以確保建模和仿真的準確性。另外，還必須通過對仿真系統進行充分的測試和評估（ 78，即 7,&21468915:;
12.34），來支持所建立的仿真系統的確認。
**+和 78都離不開以試驗為基礎的數據庫的支持。通常是在存量資源的基礎上進行建模、仿真和初步驗證。例如，美國 ’())項目中建立了一個風扇的 <級（三維穩態）仿真系統（氣動、結構及聲學綜合仿真），其目的是為整個推進裝置的 級（一維瞬態）仿真提供風扇工作特性。該發動機仿真系統的 **+就是利用 8=發動機的試驗結果完成的。 ’+)+進行的多級壓氣機流動仿真研究，是以 8=研究計劃的一臺 "級壓氣機的數值計算和試驗研究為基礎的，并通過試驗進行詳細的流動測試，包括各級葉片排間的流動細節的測試，積累壓氣機流動物理機理的知識庫和試驗數據庫。
傳統的發動機研制過程是多次修改設計，每次都要重新制造樣件和樣機，組裝并進行試驗，以檢驗是否達到預定的性能水平。這既耗費時間，又耗費大量物資和財力，還常常影響對產品性能的確定和進一步優化。在科學技術得到充分發展的今天，已經積累了許多知識、試驗數據庫，如不加以合理利用則是一種極大的浪費。仿真就是通過充分利用科學理論、計算機技術及試驗數據庫，用計算機虛擬技術進行設計和分析，論證工程設計的有效性，以達到快速、優質、低成本和最佳服務的目的。但是，并不是有了仿真系統就可以完全取代試驗研究�？梢哉f，仿真系統是試驗研究積累的知識和數據庫的最好應用，沒有先期的充分試驗研究及所積累的數據庫為基礎，仿真猶如空中樓閣。但在現代信息高度發展的社會仍然采用傳統的發動機設計制造技術，依賴于大量試驗來進行發動機設計已落后于時代的發展，在技術上將失去競爭力。
試驗在未來發動機及其部件研制中會有所減少，試驗的校核、驗證和確認作用會更加強化。建立完整、綜合及實用的仿真系統是發動機快速發展的主要途徑，預測設計、方案設 •">•
 
計和工程設計均將依賴于仿真技術、優化技術，以減少試驗量、縮短研制周期和降低費用。
三、渦扇發動機實時數值仿真
下面論述渦扇發動機在過渡態和穩態工作下循環參數的實時仿真。在給定發動機特性的情況下，該模型程序可以在整個飛行范圍內從慢車至全加力進行計算。
現代航空發動機，動態性能的預測越來越重要。發動機對推力響應條件要求也更加精確，對控制系統的要求也更高。因此，預測發動機動態性能就更為重要。發動機過渡狀態已成為發動機工作的主要狀態，客觀上過渡狀態反映了發動機的可操縱水平高低。
該模擬程序采用 "%&語言，可以在 ’(一 )*+計算機的 ,"-或 ./01234環境下運行。該程序是按照發動機部件形式設計，其輸入輸出是以數據文件的形式提供的。該模型保留了部件（如風扇、壓氣機、渦輪、混合器、加力燃燒室和尾噴口等）主要的非線性特性，并實現了實時仿真計算。
56發動機模型
圖 * 78 75+示出進行仿真的一種低涵道比、雙軸加力渦扇發動機簡圖。
程序采用 "%&88語言編寫，以單元結構形式建立，因此軟件相應部分對應著相應的發動機部件。有關部件特性如下：
 ;<（ 0=>2?，@=>2?，" 5）
 ;<（0=>2?，@=>2?，" 5）
（@=>2?）A’ ;<（0=>2?，2?，" 5）（喘振邊界）
式中，0=>2? ———相對換算風扇轉速；
@=>2? —
—換算風扇流量；
" 5 ———風扇導向葉片角度；
—
—風扇總壓比；
—
—風扇效率。
其他部件也有其相應的特性描述，發動機模型由這些特性和發動機計算關系組合在一起，計算關系由轉子動量方程、連續性方程、能量方程和狀態方程構成，計算參數相互耦連在一起。
B6求解的特點
把描述燃氣和空氣容腔過程的方程先轉換為集中參數的常微分方程，即是把燃氣容腔出口截面上一個點的參數 、’、@求平均，用它們的值來取代沿 C長度分配的值。由此可避免對偏微分方程的求解，而用預先轉換的一個變量 D和 1 E山的常微分方程求解。以主燃燒室為例，經預先轉換的描述主燃燒室容腔的微分方程如下：
1 E1D ;（•）（EFG,）•［HI（JK • LJ/ 7JME ）L
HI/（JM  7 JM E ）7 HI（ 75）E •JM］
1G E1D ;（）EF•（HI/ LHI 7HI）LG E•1 E 1D

式中，—
—氣體常數
———燃燒室出口總溫；
•5B+5•

圖 * 79 75+:加力渦扇發動機簡圖
 

———燃燒室出口總壓；
"—
—燃燒室容積；
% ———燃油流量；
&’ ———燃油熱值；
—
—燃燒效率；
&( ———燃燒室進口；
&) ———燃燒室出口焓；

* ———燃燒室出口燃氣流量；
+( —
—燃燒室進口空氣流量；
"—絕熱指數；
　
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