Profundización Heurística del Modelo de Motor de Ciclo Variable Basado en un Método de Dinámica Volumétrica Mejorado
Autores: Chen, Ying; Lu, Sangwei; Guo, Lin; Zhou, Wenxiang; Huang, Jinquan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Profundización Heurística del Modelo de Motor de Ciclo Variable Basado en un Método de Dinámica Volumétrica Mejorado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Modelado de alta precisión en tiempo real
Método de dinámica volumétrica
Actualización colaborativa de la relación de presión
Método de volumen virtual adaptativo
Modelo de motor de ciclo variable
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La modelización de alta precisión y en tiempo real es crucial para acelerar el ciclo de investigación de los motores aéreos de próxima generación. Se reconoce que el método de dinámica volumétrica es el enfoque más preciso para capturar el proceso de estado de transición del motor. Sin embargo, el método volumétrico tradicional enfrenta desafíos, como la negligencia del equilibrio de presión estática dentro del mezclador y las complejidades para determinar el tamaño del volumen del componente cuando el paso de tiempo de la simulación dinámica varía. Para abordar estos problemas, se ha propuesto un método mejorado de modelización de dinámica volumétrica que presenta actualización colaborativa de la relación de presión y el método de volumen virtual adaptativo, y se establece un modelo a nivel de componente en tiempo real de un motor de ciclo variable basado en este método. El método de actualización colaborativa de la relación de presión actualiza dinámicamente la relación de presión de los componentes rotativos calculando inversamente la presión de bypass interna y externa del mezclador de acuerdo con las restricciones de equilibrio de presión estática y el principio de conservación del momento. El método de volumen virtual adaptativo determina el tamaño óptimo del volumen virtual utilizando el algoritmo de optimización por enjambre de partículas, con la similitud coseno como métrica de evaluación. Los resultados de la simulación indican que el modelo basado en un método mejorado de dinámica volumétrica logra una alta precisión y un rendimiento en tiempo real superior. Además, en comparación con los métodos de modelización tradicionales, la línea de cooperación del método dinámico volumétrico mejorado exhibe una transición más suave, lo que significa una mayor semejanza con el proceso físico real.
Descripción
La modelización de alta precisión y en tiempo real es crucial para acelerar el ciclo de investigación de los motores aéreos de próxima generación. Se reconoce que el método de dinámica volumétrica es el enfoque más preciso para capturar el proceso de estado de transición del motor. Sin embargo, el método volumétrico tradicional enfrenta desafíos, como la negligencia del equilibrio de presión estática dentro del mezclador y las complejidades para determinar el tamaño del volumen del componente cuando el paso de tiempo de la simulación dinámica varía. Para abordar estos problemas, se ha propuesto un método mejorado de modelización de dinámica volumétrica que presenta actualización colaborativa de la relación de presión y el método de volumen virtual adaptativo, y se establece un modelo a nivel de componente en tiempo real de un motor de ciclo variable basado en este método. El método de actualización colaborativa de la relación de presión actualiza dinámicamente la relación de presión de los componentes rotativos calculando inversamente la presión de bypass interna y externa del mezclador de acuerdo con las restricciones de equilibrio de presión estática y el principio de conservación del momento. El método de volumen virtual adaptativo determina el tamaño óptimo del volumen virtual utilizando el algoritmo de optimización por enjambre de partículas, con la similitud coseno como métrica de evaluación. Los resultados de la simulación indican que el modelo basado en un método mejorado de dinámica volumétrica logra una alta precisión y un rendimiento en tiempo real superior. Además, en comparación con los métodos de modelización tradicionales, la línea de cooperación del método dinámico volumétrico mejorado exhibe una transición más suave, lo que significa una mayor semejanza con el proceso físico real.