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本文模型库用Modelica语言开发。航空发动机建模精度取决于部件特性的准确性和模型简化程度。压气机和涡轮是航空发动机的核心部件,因此本文重点介绍了它们的建模和仿真。方法是先基于性能方程推导出一种新的数学模型,然后在此基础上用Modelica语言和Dymola编译器建立计算机仿真模型。与传统方法相比,这种方法由于以微观的特性方程为基础进行建模,不仅能仿真复杂的压气机和涡轮系统,而且能进行非设计转速小流量工况下的性能仿真。利用建立的部件模型组装了发动机系统模型,进行了仿真验证,显示了基于特性方程和模块化建模方法的优越性。
Dymola和Modelica的强大功能为本文提出的建模思想及其实现提供了有力支持,同时本文的工作又是对Modelica软件在新领域应用的有益尝试,本文建立的航空发动机模型库将成为Modelica模型库的一个拓展。另外,本文采用开放系统的思想和技术来设计和实现航空发动机的建模与仿真,尤其是创造性地基于特性方程进行压气机和涡轮系统的建模,极大地促进了航空发动机的仿真研究,为进一步的研究工作奠定了良好的基础。