Un nuevo método de extrapolación basado en ajuste de curvas y superficies para características de componentes subinactivos de aeroengines
Autores: Cui, Yibo; Zhang, Tianhong; Cen, Zhaohui; Al-Younes, Younes; Tsoutsanis, Elias
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un nuevo método de extrapolación basado en ajuste de curvas y superficies para características de componentes subinactivos de aeroengines
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Motor a reacción
Velocidad de ralentí
Método de extrapolación
Modos de operación
Coeficiente de cambio de entalpía específica
Parámetros de rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Las características del componente de un motor a reacción por debajo de la velocidad de ralentí son fundamentales para las simulaciones del proceso de arranque. Sin embargo, debido a limitaciones experimentales, estas características deben ser extrapoladas a partir de datos por encima de la velocidad de ralentí. Los métodos de extrapolación existentes a menudo sufren de una utilización insuficiente de los datos disponibles, dependen de condiciones previas específicas y no pueden capturar modos de operación únicos (por ejemplo, el modo de agitación y el modo de turbina del compresor). Para abordar estas limitaciones, este estudio propone un nuevo método de extrapolación basado en el ajuste de curvas y superficies. Las innovaciones clave incluyen: (1) extrapolar características sub-ralentí a través del ajuste de curvas/superficies restringido de datos limitados por encima del ralentí, preservando su naturaleza continua y suave; (2) transformar la eficiencia isentrópica discontinua en un coeficiente de cambio de entalpía específica (SECC) continuo, asegurando una extrapolación físicamente significativa en todos los modos de operación; (3) aplicar restricciones durante el ajuste para garantizar resultados de extrapolación razonables y suaves. La validación en un micro-turboreactor demuestra que el método propuesto requiere solo parámetros de rendimiento convencionales (flujo corregido, relación de presión/expansión y eficiencia isentrópica) por encima de la velocidad de ralentí, y sin embargo, apoya con éxito simulaciones de arranque en tierra bajo diversas condiciones de entrada. Los resultados confirman que el método propuesto no solo supera las limitaciones de los enfoques existentes, sino que también demuestra una aplicabilidad más amplia en simulaciones prácticas de motores a reacción.
Descripción
Las características del componente de un motor a reacción por debajo de la velocidad de ralentí son fundamentales para las simulaciones del proceso de arranque. Sin embargo, debido a limitaciones experimentales, estas características deben ser extrapoladas a partir de datos por encima de la velocidad de ralentí. Los métodos de extrapolación existentes a menudo sufren de una utilización insuficiente de los datos disponibles, dependen de condiciones previas específicas y no pueden capturar modos de operación únicos (por ejemplo, el modo de agitación y el modo de turbina del compresor). Para abordar estas limitaciones, este estudio propone un nuevo método de extrapolación basado en el ajuste de curvas y superficies. Las innovaciones clave incluyen: (1) extrapolar características sub-ralentí a través del ajuste de curvas/superficies restringido de datos limitados por encima del ralentí, preservando su naturaleza continua y suave; (2) transformar la eficiencia isentrópica discontinua en un coeficiente de cambio de entalpía específica (SECC) continuo, asegurando una extrapolación físicamente significativa en todos los modos de operación; (3) aplicar restricciones durante el ajuste para garantizar resultados de extrapolación razonables y suaves. La validación en un micro-turboreactor demuestra que el método propuesto requiere solo parámetros de rendimiento convencionales (flujo corregido, relación de presión/expansión y eficiencia isentrópica) por encima de la velocidad de ralentí, y sin embargo, apoya con éxito simulaciones de arranque en tierra bajo diversas condiciones de entrada. Los resultados confirman que el método propuesto no solo supera las limitaciones de los enfoques existentes, sino que también demuestra una aplicabilidad más amplia en simulaciones prácticas de motores a reacción.