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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利一种基于变质量系统热力学原理的航空发动机能量分析方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115374725B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211077930.8，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权一种基于变质量系统热力学原理的航空发动机能量分析方法是由宣益民;王步升设计研发完成，并于2022-09-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于变质量系统热力学原理的航空发动机能量分析方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于变质量系统热力学原理的航空发动机能量分析方法，具体包括：1以航空发动机为研究对象，将航空发动机划分为若干个部件；2针对每个部件分别构建气动热力学模型；3构建航空发动机实际运行过程中的控制方程组，通过求解控制方程组获取航空发动机实际运行过程中的运行参数，将发动机运行参数代入每个部件的气动热力学模型，获取各部件进出口气动热力参数值；4根据各部件进出口气动热力参数值计算得到航空发动机实际运行过程中发动机输入的总能量、发动机排散能量、发动机存储的能量、发动机可用能量以及发动机损失能量。本发明能够精确的获取航空发动机运行过程中能量传输与转换关系。

本发明授权一种基于变质量系统热力学原理的航空发动机能量分析方法在权利要求书中公布了：1.一种基于变质量系统热力学原理的航空发动机能量分析方法，其特征在于，包括以下步骤： 1以航空发动机为研究对象，结合航空发动机实际运行特征，将航空发动机划分为若干个部件，所述若干个部件分别为进气道、风扇、压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮、外涵道、混合室、加力燃烧室、尾喷管； 2考虑航空发动机内气体可压缩性造成的各部件内部质量变化，针对每个部件分别构建气动热力学模型；所述的气动热力学模型包括各个部件的质量守恒方程、能量守恒方程以及气动热力学参数方程；步骤2具体为： 2.1气动热力学模型建立的基本假设： 2.1.1忽略燃烧延迟的影响； 2.1.2忽略湿度及雷诺数对各个部件特性的影响； 2.1.3不考虑大气湿度对发动机性能参数的影响； 2.1.4气体、燃油和滑油在航空发动机中的流动按准一元流动处理； 2.2进气道的气动热力学模型具体为： 进气道气动热力学参数方程： ； 式中，为来流静温；为来流静压；为进气道进口气流总温；为进气道进口气流总压；为进气道出口气流总温；为进气道出口气流总压；为航空器的飞行高度；为马赫数；为进气道特性曲线； 进气道质量守恒方程和能量守恒方程： ； ； 式中，进气道进口的流量；进气道出口的流量；为进气道进口的总比焓；为进气道出口的总比焓； 2.3风扇的气动热力学模型具体为： 风扇气动热力学参数方程： ； 式中，为风扇出口总温；为风扇出口总压；为风扇入口的流量；为风扇压力比；为低压轴转速；为风扇特性曲线； 风扇质量守恒方程和能量守恒方程： ； ； 式中，为风扇出口流量；为风扇内部的质量；为风扇出口的总比焓；为风扇部件的总比焓； 2.4压气机的气动热力学模型具体为： 压气机气动热力学参数方程： ； 式中，为压气机出口总温；为压气机出口的总压；为压气机进口流量；为压力机压比；为高压轴转速；为压气机特性曲线； 压气机的质量守恒方程和能量守恒方程，有： ； ； 式中，为压气机进口的流量；为压气机功率；为压气机出口的流量；为压气机内部的质量；为压气机的总比焓；为压气机出口的总比焓； 2.5燃烧室的气动热力学模型具体为： 燃烧室气动热力学参数方程： ； 式中，为燃烧室出口总压；为主燃油流量；为燃烧室特性曲线； 燃烧室的质量守恒方程和能量守恒方程为： ； ； 式中，为燃烧室内空气流量；为燃烧室内部质量；为燃油低热值；为燃烧室的效率；为燃烧室的总比焓； 2.6高压涡轮的气动热力学模型具体为： 高压涡轮气动热力学参数方程： ； 式中，为燃烧室出口的总温；为高压涡轮出口的总温；为涡轮出口的总压；为高压涡轮进口的流量；为高压涡轮的落压比；为高压涡轮的转速；为高压涡轮特性曲线； 高压涡轮的质量守恒方程和能量守恒方程为： ； ； 式中，为高压涡轮进口的流量；为高压涡轮出口的流量；为高压涡轮内部的质量；为高压涡轮进口的总比焓；为高压涡轮出口的总比焓；为高压涡轮的功率；为高压涡轮的总比焓； 2.7低压涡轮的气动热力学模型具体为： 低压涡轮气动热力学参数方程： ； 式中，为低压涡轮出口的总温；为低压涡轮出口的总压；为低压涡轮进口的流量；为低压涡轮的落压比；为低压涡轮的转速；为低压涡轮特性曲线； 低压涡轮的质量守恒方程和能量守恒方程为： ； ； 式中，为低压涡轮进口的流量；为低压涡轮出口的流量；为低压涡轮内部的质量；为低压涡轮进口的总比焓；为低压涡轮出口的总比焓；为低压涡轮的功率；为低压涡轮的总比焓； 2.8外涵道的气动热力学模型具体为： 外涵道气动热力学参数方程： ； 式中，为外涵道出口的总温；为外涵道出口的总压；为外涵道进口的总温；为外涵道特性曲线； 外涵道的质量守恒方程和能量守恒方程为： ； ； 式中，为外涵道进口的流量；为外涵道出口的流量；为外涵道内部的质量；为外涵道进口的总比焓；为外涵道出口的总比焓； 2.9混合室的气动热力学模型具体为： 混合室气动热力学参数方程： ； 式中，为混合室出口的总温；为混合室出口的总压；为混合室特性曲线； 混合室的质量守恒方程和能量守恒方程为： ； ； 式中，为混合室出口的流量；为混合室出口的总比焓； 2.10加力燃烧室的气动热力学模型具体为： 加力燃烧室气动热力学参数方程： ； 式中，为加力燃烧室出口的总压；为加力供油量；为加力燃烧室特性曲线； 加力燃烧室的质量守恒方程和能量守恒方程为： ； ； 式中，为加力燃烧室出口的流量；为加力燃烧室内部的质量；为加力燃烧室的效率；为加力燃烧室出口的总比焓；为加力燃烧室的总比焓；为燃油低热值； 2.11尾喷管的气动热力学模型具体为： 尾喷管气动热力学参数方程： ； 式中，为尾喷管进口的气流总温；为尾喷管出口的气流总温；为尾喷管出口的气流总压；为尾喷管进口的气流总压；为尾喷管出口流量；为尾喷管特性曲线； 尾喷管道质量守恒方程和能量守恒方程： ； ； 式中，为尾喷管出口的总比焓； 3根据航空发动机各部件能量的耦合关系，构建航空发动机实际运行过程中的控制方程组，所述控制方程组包括各个部件之间的流量平衡方程、转子动力学方程；通过求解控制方程组获取航空发动机实际运行过程中的运行参数，将发动机运行参数代入每个部件的气动热力学模型，获取各部件进出口气动热力参数值； 4根据各部件进出口气动热力参数值计算得到航空发动机实际运行过程中发动机输入的总能量、发动机排散能量、发动机存储的能量、发动机可用能量以及发动机损失能量。

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