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PROOSIS航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能建模仿真

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更新時(shí)間2021/8/31 14:39:31
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上?？屏盒畔⒖萍脊煞萦邢薰臼菄?guó)內(nèi)的仿真測(cè)試技術(shù)提供商。自2007年成立以來(lái)，科梁以成為“嵌入式測(cè)試系統(tǒng)的咨詢公司”為目標(biāo)，致力于為中國(guó)裝備和新能源等產(chǎn)業(yè)的設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造和測(cè)試提供專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)仿真測(cè)試產(chǎn)品、系統(tǒng)解決方案和技術(shù)服務(wù)。公司在能源、控制與信息三大回路系統(tǒng)等技術(shù)領(lǐng)域深耕十余年，是該領(lǐng)域仿真測(cè)試技術(shù)與創(chuàng)新應(yīng)。公司以仿真測(cè)試技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合超過(guò)上千個(gè)工程項(xiàng)目的應(yīng)用積累和技術(shù)沉淀，形成了完善的面向裝備的工業(yè)軟件產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和銷售體系。特別是在電力電子專業(yè)領(lǐng)域的建模、仿真與測(cè)試等相關(guān)應(yīng)用擁有技術(shù)和工程優(yōu)勢(shì)。公司業(yè)務(wù)領(lǐng)域涉及裝備、能源電力、信息技術(shù)等多個(gè)行業(yè)。為用戶提供交鑰匙工程，包括控制系統(tǒng)開發(fā)，嵌入式軟件測(cè)試系統(tǒng)，系統(tǒng)仿真測(cè)試系統(tǒng)，硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)，功率級(jí)硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)，入網(wǎng)檢測(cè)設(shè)備，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、電源特性測(cè)試系統(tǒng)以及供配電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行解決方案等。公司堅(jiān)持自主創(chuàng)新，服務(wù)研發(fā)，為科技進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供有力支撐。

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概述PROOSIS（PROPULSIONOBJECT-ORIENTEDSIMULATIONSOFTWARE）是燃?xì)廨啓C(jī)性能分析工具，它繼承了EcosimPro全部的功能，并根據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)仿真的需求新增了一些功能，如性能圖處理、多點(diǎn)設(shè)計(jì)工具、約束下設(shè)計(jì)、使用SAE標(biāo)準(zhǔn)的模型接口等，提供了TURBO工具包，給出了各種類型的燃?xì)廨啓C(jī)仿真的典型組件

PROOSIS航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能建模仿真產(chǎn)品信息

概述

PROOSIS（PROPULSION OBJECT-ORIENTED SIMULATION SOFTWARE）是燃?xì)廨啓C(jī)性能分析工具，它繼承了EcosimPro全部的功能，并根據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)仿真的需求新增了一些功能，如性能圖處理、多點(diǎn)設(shè)計(jì)工具、約束下設(shè)計(jì)、使用SAE標(biāo)準(zhǔn)的模型接口等，提供了TURBO工具包，給出了各種類型的燃?xì)廨啓C(jī)仿真的典型組件。主要用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)建模仿真。

PROOSIS產(chǎn)生于歐盟第六框架計(jì)劃中的VIVACE航空發(fā)動(dòng)機(jī)專項(xiàng)項(xiàng)目，目的是建立一款滿足該項(xiàng)目的合作伙伴在燃?xì)廨啓C(jī)的性能分析方面主要要求的標(biāo)準(zhǔn)軟件。2008年VIVACE項(xiàng)目完成后，PROOSIS2.0版正式發(fā)布。在歐盟第七框架計(jì)劃的CRESCENDO項(xiàng)目中，PROOSIS根據(jù)業(yè)界（包括空客、斯奈克瑪?shù)龋┑男枨筮M(jìn)行了優(yōu)化，推出了用戶界面、擴(kuò)展的瞬態(tài)求解器、約束下的建模、發(fā)動(dòng)機(jī)與飛機(jī)模型的集成等新功能。

目前，PROOSIS被空客、賽峰、羅羅等許多航空公司和發(fā)動(dòng)機(jī)公司用于進(jìn)行*的發(fā)動(dòng)機(jī)配置控制和發(fā)動(dòng)機(jī)性能的建模仿真與分析。PROOSIS每年會(huì)針對(duì)業(yè)界的各種新需求推出新的軟件版本，已經(jīng)成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)仿真分析的*工具。

產(chǎn)品特性

多功能性

PROOSIS能夠進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)各種特性的模擬，從特定到通用的系統(tǒng)要求（例如控制，熱，液壓，機(jī)械，電氣，熱循環(huán)，有機(jī)朗肯循環(huán)等）。由于PROOSIS是一個(gè)多領(lǐng)域仿真平臺(tái)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以獨(dú)立仿真，也可以與其它相關(guān)系統(tǒng)如控制系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、環(huán)控系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等進(jìn)行聯(lián)合仿真。該軟件也能用于模擬固定翼和旋翼航空器的綜合電力系統(tǒng)，并能用于根據(jù)任務(wù)需求對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

用戶界面生成和封裝功能

它具有*的圖形用戶界面，允許使用標(biāo)準(zhǔn)或定制的 TURBO 組件庫(kù)進(jìn)行模塊化建模。該軟件還具有DECK功能，可能將模型作為獨(dú)立加密模塊（黑匣子）導(dǎo)出。所生成的DECK符合S A E 燃?xì)廨啓C(jī)標(biāo)準(zhǔn)（ARP4868和AS4191）。外部用戶可以使用DECK進(jìn)行計(jì)算（參數(shù)，尺寸，瞬態(tài)等）。DECK也可以通過(guò)FORTRAN或C / C ++語(yǔ)言集成到其他工具中。

靈活的模型搭建功能

燃?xì)廨啓C(jī)的建?；赥URBO組件庫(kù)，TURBO庫(kù)基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)建立，這使得模型具有良好的通用性和靈活性，可以根據(jù)需要擴(kuò)展新的組件和物理模型。對(duì)于不同的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的拖拽連線等操作即可完成模型的搭建。

性能預(yù)測(cè)和仿真

PROOSIS具有在穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)條件下對(duì)設(shè)計(jì)點(diǎn)和非設(shè)計(jì)條件下的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行各種模擬的能力。軟件還可用于通過(guò)參數(shù)分析，靈敏度研究和優(yōu)化來(lái)廣泛探索設(shè)計(jì)搜索空間。需要注意的是，軟件的另外一個(gè)重要功能是可以在復(fù)雜的附加約束（引擎等級(jí)）下執(zhí)行多點(diǎn)設(shè)計(jì)計(jì)算。

瞬態(tài)特性仿真

基于強(qiáng)大的求解器，PROOSIS軟件具有*的瞬態(tài)仿真能力。允許模擬航空發(fā)動(dòng)機(jī)的各種瞬態(tài)操作（包括額定條件的變化、飛行狀態(tài)的變化、任務(wù)模擬等），能夠包含附加約束以及操作限制。發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)模擬還可以集成控制系統(tǒng)，包括進(jìn)行功率管理和設(shè)備保護(hù)的各種控制邏輯。

與其它工程工具的交聯(lián)

PROOSIS的主要功能之一是其內(nèi)置的與其他工程工具連接的能力。因此，開發(fā)的模型可以與其他軟件（例如Matlab/SIMULINK，MS-Excel，ISIGHT，MS-VisualBasic等）相連。此外，PROOSIS模型也可以轉(zhuǎn)換為C++代碼，可以在其他C++應(yīng)用程序中重用。

分布式并行仿真

為了減少迭代計(jì)算的計(jì)算時(shí)間（例如在使用優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化時(shí)所需的時(shí)間），PROOSIS的一個(gè)重要特性就是能夠靈活地設(shè)置分布式并行處理環(huán)境。

*的求解器

PROOSIS中可用的內(nèi)部求解器允許處理剛性或非剛性的動(dòng)態(tài)問(wèn)題（DASSL，RK4和Adams-Moulton）。代數(shù)問(wèn)題可通過(guò)改進(jìn)的Powell混合方法來(lái)解決的。不平等組（條件方程式或限制器）可用于穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)模擬。此外，還包括幾個(gè)優(yōu)化解算器，可以進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，動(dòng)態(tài)優(yōu)化和系統(tǒng)辨識(shí)問(wèn)題。

PROOSIS與EcosimPro的主要區(qū)別

■ TURBO組件庫(kù)：一個(gè)具有70多個(gè)典型組件的完整組件庫(kù)，用于構(gòu)建航空發(fā)動(dòng)機(jī)及其組件的1D性能模型，如壓縮機(jī)、渦輪機(jī)、軸、熱交換器等。該模型庫(kù)以源格式提供，方便用戶根據(jù)現(xiàn)有組件進(jìn)行修改和創(chuàng)建新組件。

■ GTE_EXAMPLES庫(kù)：包含使用TURBO庫(kù)構(gòu)建的典型引擎配置模型（渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪風(fēng)扇等）的說(shuō)明性庫(kù)。包括設(shè)計(jì)、非設(shè)計(jì)，瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)計(jì)算等典型應(yīng)用。具有復(fù)雜應(yīng)用的使用向?qū)В糜趧?chuàng)建在幾個(gè)工作點(diǎn)（起飛、著陸等）工作的數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)模型，定義設(shè)計(jì)變量、閉合方程和不等式等。

■ 靈敏度分析向?qū)В涸试S用戶在修改其他輸入變量時(shí)研究輸出變量的靈敏度。

■ 用于處理所有壓縮機(jī)，渦輪機(jī)等的MAP類，以XML格式存儲(chǔ)所有性能數(shù)據(jù)。壓縮機(jī)和渦輪機(jī)的行為可以用BETA和MFT圖進(jìn)行描述。

■ MAP可視化：運(yùn)行模擬時(shí)可以顯示MAP，如在壓縮機(jī)性能圖上顯示相應(yīng)仿真結(jié)果（效率，浪涌和轉(zhuǎn)速線也被繪制）。

■ 根據(jù)“燃?xì)廨啓C(jī)”的標(biāo)準(zhǔn)ARP4868，在動(dòng)態(tài)庫(kù)（.dll）中將發(fā)動(dòng)機(jī)模型導(dǎo)出為黑匣子的DECK工具。所生成的DECK可以通過(guò)編程（C，C ++，F(xiàn)ORTRAN）或可執(zhí)行文件的方式重新使用。提供所有MAP信息的封裝和加密。

典型應(yīng)用領(lǐng)域

現(xiàn)有的PROOSIS應(yīng)用庫(kù)使它成為一個(gè)應(yīng)用廣泛的工具。

發(fā)動(dòng)機(jī)性能仿真

PROOSIS具有用于燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)建模的TURBO庫(kù)。它包括在燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)中使用的大部分組件，因此可以模擬復(fù)雜配置的航空發(fā)動(dòng)機(jī)?；陟`活的面向?qū)ο蟮慕７椒ㄔ试S對(duì)現(xiàn)有組件進(jìn)行擴(kuò)展和重新定義。與TURBO/PROOSIS一起提供的GTE_EXAMPLE給出了一個(gè)可以使用的引擎性能分析工具。

發(fā)動(dòng)機(jī)與飛機(jī)系統(tǒng)聯(lián)合仿真

PROOSIS提供的其它相關(guān)模型庫(kù)使得該軟件可以方便的進(jìn)行航空發(fā)動(dòng)機(jī)與其它相關(guān)系統(tǒng)的聯(lián)合仿真，如有機(jī)朗肯循環(huán)ORC、燃油和潤(rùn)滑油流體回路及其與其它系統(tǒng)的熱集成、電氣系統(tǒng)（電機(jī)、電力電子、電氣網(wǎng)）、環(huán)境控制系統(tǒng)等。

電廠仿真

PROOSIS相關(guān)的模型庫(kù)可以用于各種工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)和發(fā)電廠的仿真分析（瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)、熱平衡）。

其它應(yīng)用

空間推進(jìn)系統(tǒng)：環(huán)路設(shè)計(jì)，液體、固體、固液混合火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)仿真與分析；載人航天器的環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)；低溫系統(tǒng)：大型低溫裝置的動(dòng)態(tài)仿真分析。