航空燃气涡轮发动机起动过程数字仿真一直是发动机性能数值模拟的一个难点。目前,慢车转速以上工况的发动机性能数值模拟技术已经相当成熟,但是,针对慢车转速以下起动工况的模拟,由于缺乏发动机各部件特性图,围绕慢车转速以下区域发动机各部件特性的补充和起动过程数值模拟,还在不断地探索和前进。 本文综合比较了几种从公开发表的文献获得的补充低转速区部件特性的方法,最终选定了目前国内外比较新的一种方法——基于风机和泵类机械特性相似理论的指数外插法。根据这种方法,本文发展了补充发动机低转速部件特性的数学模型和软件。 本文参考现有的计算发动机起动过程性能的零维模型和一维模型,依据发动机性能数值模拟程序的特点,发展出一种计算发动机起动过程的数学模型。使用这个计算模型和前面扩展的发动机部件特性,本文最终发展出模拟航空涡轮发动机起动过程性能的计算软件,该软件运用了基本的部件匹配原理,从而得到了发动机起动过程最为关心的扭矩、转速和涡轮前温度等参数随时间的变化关系。 为了验证本文发展的计算软件的有效性,以某型国产涡扇发动机为原型,模拟了该发动机起动和加速过程的性能,并与试车测试数据进行了比较。结果证明,本文发展的补充低转速部件特性的方法和发动机起动过程计算模型是有效的,具有一定的仿真精度,表明,本文发展的计算软件具有一定的工程实用价值。