Особливості ідентифікації математичної моделі одновального енергетичного газотурбінного двигуна

Анотація

Процеси проектування і доведення ГТД базуються на використанні математичних моделей (ММ), що відображають фізичну картину процесів функціонування двигуна. Одним із шляхів підвищення достовірності ММ є їхня ідентифікація за результатами стендових випробувань двигуна. Ідентифікація ММ сучасних енергетичних ГТД є дуже трудомісткою задачею. Це пов’язано з необхідністю ідентифікувати основні контрольовані параметри двигуна, що визначаються в ході експериментальних досліджень і залежать від великої кількості параметрів, неконтрольованих в ході експерименту. Через це актуальним напрямом зниження трудомісткості процесу ідентифікації ММ є застосування програмних комплексів ідентифікації. Розроблена Інститутом проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного методологія та засоби ідентифікації параметрів і характеристик енергетичних установок за експериментальними даними (програмний комплекс Otpimum) дозволяє вести спрямований пошук оптимального розв’язку на основі сучасних математичних методів. Це, в свою чергу, приводить до скорочення часу виконання ідентифікації, підвищує адекватність ММ і дозволяє більш достовірно визначати характеристики вузлів двигуна. У статті запропоновано підхід до ідентифікації нелінійної повузлової ММ, з деталізацією розрахунку турбінного тракту до рівня лопаткового вінця, за результатами стендових випробувань двигуна Д045. Описується вибір варійованих і контрольованих параметрів, а також діапазони їх змін. Результати розв’язання задачі ідентифікації показали можливість застосування програмного комплексу оптимізації та ідентифікації параметрів і характеристик енергетичних установок Optimum під час ідентифікації ММ ГТД Д045. Застосування розробленої методології для ідентифікації ММ ГТД, що ґрунтується на результатах стендових випробувань, дозволяє враховувати максимальне число варійованих змінних і значно знизити трудомісткість і час цього процесу. Аналіз результатів показує, що за значних відхилень характеристик ГТД від проектних значень для розв'язання задачі ідентифікації необхідно мати великий обсяг апріорної інформації, на підставі якої призначаються діапазони зміни варійованих і контрольованих параметрів, а також їх значення в першому наближенні.