Математическое моделирование ВТ ПОС с помощью AMESim
В ходе работы с программой AMESim по теме расчета противообледенительной системы было создано две математических модели, для решения как локальных, так и общих задач функционирования системы.
Разделение задач при математическом моделировании воздушно-тепловой системы – вынужденная мера. В начале раздела упоминалось, что не все программные среды способны скомпилировать такое количество данных: это относится и к AMESim. Сложности возникают при моделировании истечения из отверстий, которых на одну половину крыла приходится почти 1500. Причем, если проблему теплоотдачи воздуха из отверстий к обшивке возможно решить, то подробный гидравлический расчет истечения представляет большую сложность.
Модель №1
Математическая модель представлена в виде компонентов и суперкомпонентов, связанных между собой с помощью векторов входных и выходных параметров.
ММ включает в себя:
· Физические параметры воздуха и материалов конструкции;
· Характеристики окружающей среды во время полета;
· Параметры поступающего воздуха;
· Подводящие трубопроводы;
· Противообледенитель.
Рисунок 2.1 – Внешний вид математической модели №1
Данная математическая модель учитывает изменения параметров внешней среды в соответствии с режимом полета, гидравлические особенности противообледенительного тракта, различные виды теплообмена как внутри предкрылка, так и на внешней поверхности.
|
|
|
Суперкомпонент «Противообледенитель» содержит в себе компоненты описывающие гидравлику противообледенителя и тепловые процессы между горячим воздухом и предкрылком (рис. 2.2).
Рисунок 2.2 – Состав суперкомпонента «Противообледенитель»
Гидравлика трубопроводов без перфорации описана стандартными компонентами из библиотеки «Pneumatic» с моделированием реальной геометрии, а тепловые процессы моделируются в суперкомпонентах (рис. 2.3) расположенных над трубопроводами. Перфорированные же трубопроводы, которые непосредственно участвуют в нагреве обшивки предкрылка, смоделированы в суперкомпонентах «секция 1-12» (рис. 2.4).
Суперкомпонент на рис. 2.3 состоит в основном из компонентов библиотеки «Thermal». Здесь моделируется теплообмен между предкрылком и окружающим воздухом, между предкрылком и горячим воздухом внутри него и радиационный теплообмен от горячей трубы к обшивке предкрылка.
Суперкомпонент на рис. 2.4 состоит из компонентов библиотек «Thermal» и «Pneumatic». Здесь моделируется гидравлика течения горячего воздуха внутри предкрылка, теплообмен между предкрылком и окружающим воздухом, радиационный теплообмен от горячей трубы к обшивке предкрылка и теплообмен между предкрылком и горячим воздухом внутри него, причем теплопередача от струй горячего воздуха смоделирована отдельно.
|
|
|
Данная ММ позволяет:
· оценивать эффективность работы системы на различных режимах полета;
· проводить анализ теплового воздействия на элементы конструкции;
· моделировать отказы взаимодействующих энергетических систем самолета (КСКВ, СУ) и оценивать их влияние на эффективность работы ПОС;
· сократить стендовые сертификационные испытания путем верификации математической модели.
Также, данная ММ может быть использована для интеграции в модель «Виртуальный самолет».
Рисунок 2.3 – Состав суперкомпонента теплообмена трубы без перфорации
Рисунок 2.4 – Состав суперкомпонента «секция 1-12»
Модель №2
Математическая модель представлена в виде компонентов, связанных между собой с помощью векторов входных и выходных параметров.
ММ включает в себя:
· Физические параметры воздуха и материалов конструкции;
· Характеристики окружающей среды во время полета;
· Геометрия сечений Zотн = 0,952 либо Zотн = 0,611.
Рисунок 2.5 – ММ сечения предкрылка
В этой ММ (рис. 2.5) сымитирован процесс теплообмена предкрылка с воздухом, что позволяет узнать температуру конструкции на любой точке поверхности в сечении.
|
|
|
Гидравлика каналов и полостей в сечении описана стандартными компонентами из библиотеки «Pneumatic» с моделированием реальной геометрии. Тепловые процессы моделируются стандартными компонентами библиотеки «Thermal»: учитываются процессы свободной и вынужденной конвекции между воздухом внутри и обшивкой, а также процессы теплоотдачи тепла от обшивки к окружающему воздуху.
Данная ММ позволяет:
· оценивать эффективность работы системы на различных режимах полета;
· проводить анализ теплового воздействия на элементы конструкции.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 506; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!