正版新书]燃气涡轮发动机性能建模[德]约阿希姆·库兹克;[美]伊

A部分 仿真任务第1章新型发动机设计 1.1.命名术语1.2.轴功率的生成1.2.1.理想的热力学循环1.2.2.轴功率产生效率1.2.3.联合循环1.3.飞机推进1.3.1.涡喷发动机1.3.2.更多的效率定义1.3.3.涡扇发动机1.4.基本设计决策1.4.1.涡扇发动机：混排或分排？1.4.2.非加力涡扇发动机或加力涡扇发动机？1.4.3.收敛喷管 或 收缩-扩张喷管？1.4.4.单级 或 多级高压涡轮？1.5.概念性涡扇发动机设计1.5.1.尺寸选择1.5.2.直接驱动 或 齿轮驱动1.5.3.涵道比4-6的传统涡扇发动机1.5.4.齿轮驱动风扇1.5.5.比较1.5.6.基本差异1.6.飞行任务分析1.6.1.通用需求1.6.2.单点设计1.6.3.多点设计1.6.4.高速推进1.7.参考文献第2章发动机系列2.1.发动机原型2.2.派生发动机2.2.1.风扇和增压级2.2.2.核心机压气机2.2.3.燃烧室2.2.4.高压涡轮2.2.5.低压涡轮2.3.改型优化2.3.1.设计变量2.3.2.设计约束2.3.3.很优化目标2.3.4.设计变量范围2.3.5.优化初始点2.3.6.GasTurb中对应的图形化界面2.4.设计空间探索2.5.参考文献第3章建立一个发动机模型3.1.数据来源3.1.1.杂志和市场宣传册3.1.2.正式的发动机数据3.1.3.计算的发动机循环数据3.1.4.发动机用户的测试数据3.1.5.发动机维护方的测试数据3.2.数据换算3.2.1.换算到标准天大气3.2.2.数据丰富3.3.循环参考点3.3.1.试错方法3.3.2.多点分析3.3.3.优化数据匹配3.3.4.不能建立一个合理的模型？3.4.非设计点3.4.1.压气机特性图3.4.2.涡轮特性图3.4.3.更多的仿真细节3.5.参考文献第4章发动机模型示例4.1.J57-19W4.1.1.循环参考点4.1.2.非设计点仿真4.2.CFM56-34.2.1.检查数据4.2.2.循环参考点4.2.3.非设计点仿真4.2.4.模型初始校准4.2.5.更细化的模型4.2.6.最后的一些话4.3.F107-WR-4004.3.1.海平面标准大气优选连续循环参考点4.3.2.非设计点模型4.4.参考文献第5章基于模型的性能分析5.1.综合分析法5.1.1.模型5.1.2.数据预处理5.1.3.“AnSyn”因子的定义5.1.4.一个简单的分析例子5.1.5.如何处理缺失的和额外的试验数据5.1.6.综合分析优化5.1.7.“AnSyn”因子的应用5.2.发动机研发过程中的综合分析5.2.1.传感器查错5.2.2.试验分析5.2.3.模型改良潜力5.3.发动机维护中的综合分析5.3.1.用于诊断的基准模型5.3.2.发动机诊断5.4.用于发动机性能监视的综合分析5.4.1.用于性能监视的基准模型5.4.2.趋势监视5.5.“AnSyn”因子的解释5.5.1.部件衰退5.5.2.模型故障5.5.3.传感器故障5.5.4.测试错误5.6.结语5.7.参考文献第6章进气畸变6.1.进气畸变的不同类型6.1.1.压力畸变6.1.2.温度畸变6.2.平行压气机理论6.2.1.理论与试验6.2.2.压气机耦合6.3.畸变对发动机热力过程的影响6.4.由于控制系统动作引起的改变6.4.1.意外的反应6.4.2.有意的动作6.5.Reprise6.6.参考文献第7章过渡态性能仿真7.1.过渡态基础7.1.1.克服转子转动惯量7.1.2.过渡态控制策略7.2.发动机几何7.2.1.稳态几何7.2.2.一个涡扇发动机例子7.3.一种增强的方法7.3.1.叶顶间隙7.3.2.传热7.3.3.燃烧室7.3.4.其他过渡态现象7.4.涡扇发动机的过渡态行为7.4.1.冷态发动机加速7.4.2.热态发动机减速并快推优选7.5.结语7.6.参考文献B部分 初步设计第1章整机1.1.初步设计在系统研究中的角色1.2.方法和实现1.2.1.建立一个整机模型1.2.2.部件模型1.2.3.设计约束1.2.4.再探指标均衡之道1.2.5.部件层级1.2.6.循环设计点1.2.7.每个部件的设计点1.2.7.1.低压压气机1.2.7.2.高压压气机1.2.7.3.燃烧室1.2.7.4.高压涡轮1.2.7.5.低压涡轮1.3.整机研发—性能的角色第2章压气机2.1.功能、环境和基本效率2.1.1.介绍2.1.2.等熵效率的局限性2.1.3.多变效率2.1.4.额外的操作性功能2.2.速度三角形2.2.1.介绍2.2.2.角度及切线速度的符号约定2.2.3.构建速度三角形2.2.4.速度三角形的利用2.2.5.级特性2.3.压气机初步设计2.3.1.叶片通道内的流动2.3.2.中线分析（平均半径分析）2.3.3.三维流动及径向平衡2.3.4.扩散、旋转和堵塞2.3.5.中线损失模型2.3.6.中线设计程序CSPAN的结构2.3.7.GasTurb中的中线分析程序结构2.4.压气机设计包线2.4.1.介绍2.4.2.设计空间说明2.4.3.初始设计变量2.4.4.例子----一个11级高压压气机2.4.5.一个更复杂的例子----核心驱动风扇2.5.参考文献第3章涡轮3.1.功能、环境和基本效率3.1.1.等熵效率的局限性3.1.2.多变效率3.2.速度三角形3.2.1.介绍3.2.2.角度及切线速度的符号约定3.2.3.构建速度三角形3.2.4.速度三角形的利用3.2.5.级特性3.3.涡轮初步设计3.3.1.高压涡轮3.3.2.低压涡轮3.3.3.中线分析3.3.4.中线程序的建立3.3.5.中线程序的结构3.3.6.中线损失模型3.3.7.损失的组成3.3.8.涡轮冷却的影响3.4.涡轮设计包线3.4.1.介绍3.4.2.设计空间说明3.4.3.初始设计变量3.4.4.解决方案和说明3.5.无导叶对转涡轮3.6.参考文献第4章机械设计4.1.介绍4.2.流道设计4.2.1.压气机4.2.2.小涵道比风扇及低压压气机4.2.3.大涵道比风扇4.2.4.分流器4.2.5.增压级4.2.6.高压压气机4.2.7.燃烧室4.2.8.高压涡轮4.2.9.低压涡轮4.2.10.加力燃烧室4.2.11.喷管4.3.支撑结构和导管4.3.1.前支撑结构4.3.2.主支撑结构4.3.3.涡轮支撑结构4.3.4.后支撑结构4.4.轴4.5.叶片盘4.5.1.盘设计方法4.5.2.径向载荷4.5.3.盘温度4.5.4.盘应力4.5.5.材料特性4.5.6.设计余量4.5.7.应力分布4.6.发动机重量4.7.参考文献C部分 非设计点第1章部件性能1.1.进气道1.1.1.航空发动机进气1.1.2.发电燃机进气1.2.压气机的非设计点行为1.2.1.压气机特性图1.2.2.压气机特性图坐标1.2.3.带可变导叶的压气机1.2.4.风扇特性图1.2.5.二次效应1.2.6.压气机特性图的缩放1.2.7.压气机特性图生成程序Smooth C1.2.8.简单的特性图缩放方法1.2.9.高级的特性图缩放方法1.2.10.非设计点的特性图缩放1.3.涡轮性能1.3.1.操作特性1.3.2.涡轮特性图生成程序Smooth T1.3.3.涡轮特性图格式1.3.4.叶顶间隙1.3.5.可变几何涡轮1.3.6.无导叶对转涡轮1.4.燃烧室1.4.1.效率1.4.2.压力损失1.4.3.燃烧室出口的温度分布1.5.混合器1.5.1.内外涵混合是如何增加推力的1.5.2.混合器几何1.5.3.接近混合推力1.5.4.不混合推力1.5.5.混合效率和混合器速度系数1.5.6.增推潜力1.5.7.真实的混合器例子1.5.8.混合器设计案例1.5.9.混合气非设计性能1.6.加力燃烧室1.6.1.准确仿真加力燃烧室的必要性1.6.2.几何与命名1.6.3.加力燃烧室运行1.6.4.加力燃烧效率1.6.5.EJ200发动机的例子1.7.喷管1.7.1.收敛喷管1.7.2.收缩-扩张喷管1.8.参考文献第2章理解非设计点行为2.1.涡喷发动机2.1.1.部件的非设计点行为2.1.2.部件匹配2.1.3.增压级工作线2.2.涡扇发动机2.2.1.风扇工作线2.2.2.涡扇发动机增压级工作线2.2.3.低压涡轮2.3.多转子涡轴2.4.单转子涡轴2.5.参考文献D部分 基础第1章气体性质与标准大气1.1.半理想气体1.1.1.焓1.1.2.熵函数1.2.数值1.2.1.比热、焓及熵函数1.2.2.燃烧温升1.2.3.燃料1.3.标准大气1.4.参考文献第2章电子表格计算2.1.经常使用的方程2.1.1.一些简单的换算2.1.2.压气机2.1.3.涡轮2.1.4.等熵及多变效率2.1.5.燃烧室2.1.6.喷管2.2.涡喷发动机的热力循环计算2.2.1.需求2.2.2.解决方案2.2.3.总结第3章无量纲性能3.1.无量纲压气机性能3.2.无量纲整机性能3.2.1.实际使用中的标准天换算3.2.2.如何确定指数3.2.3.带加力燃烧室的发动机3.2.4.带换热器的燃机3.3.参考文献第4章雷诺数修正4.1.雷诺数指数4.2.雷诺数与叶轮机损失的关系4.3.管流损失理论在性能程序中的应用4.4.管流损失理论的变通4.5.流量修正4.6.参考文献第5章带冷却涡轮的效率5.1.单级涡轮5.1.1.仿真原理5.1.2.关于燃烧室出口导叶的冷气5.1.3.交换率5.2.两级涡轮5.3.等效的单级涡轮5.3.1.虚拟RIT方法5.3.2.虚拟T4方法5.3.3.敏感度分析5.3.4.应用5.4.热效率5.4.1.对涡轮效率估计的比较5.4.2.效率定义对循环研究的结果影响5.5.由于冷却引起的效率损失5.5.1.一些数字5.5.2.一个现实例子5.6.参考文献第6章空气系统6.1.性能模型中的空气系统6.2.空气系统计算6.2.1.级间引气6.3.涡轮冷却气6.3.1.多级涡轮6.4.参考文献第7章数学方法7.1.非设计点仿真任务7.2.基本算法7.2.1.牛顿法7.2.2.试位法7.2.3.牛顿-拉普森7.3.在性能计算中的应用7.4.更多的分析技术介绍7.4.1.迭代分层7.4.2.稳态性能7.4.3.器7.4.4.动态发动机仿真7.5.关于收敛性的问题7.5.1.解存在，但程序无法计算出7.5.2.无解存在7.6.参考文献第8章优化8.1.参数研究8.2.数值优化8.2.1.梯度法8.2.2.自适应随机搜索策略8.2.3.约束条件8.2.4.应用8.3.参考文献第9章蒙特卡洛分析9.1.统计背景9.1.1.正态分布与标准偏差9.1.2.概率分布和置信水平9.2.测试不确定度9.2.1.系统误差9.2.2.常规的测试分析流程9.2.3.核心机流量分析9.3.发动机设计不确定度9.4.发动机加工容差9.4.1.随机偏差9.4.2.相关性9.4.3.控制系统容差9.4.4.一个涡轴发动机例子9.5.参考文献附录索引