技术领域
本发明属于航空发动机建模领域，尤其涉及一种含CDFS结构的航空发动机非线性模型建模系统及建模方法。
背景技术
目前：航空发动机模型是在发动机研制中使用的重要手段和工具，可将发动机各部件特性以数学的方式表达出来，对发动机性能进行数值模拟，有效降低发动机研制成本及试验风险，对发动机的研制有重要意义。实时模型是可以实时反映发动机工作状态的数学模型，模型要求在计算机中计算各种发动机状态的时间等同于真实发动机工作在相同状态的时间，而且要求实时模型计算的每一步时间也与真实发动机历时相同。实时模型可以实时反映发动机气动热力学参数，为变循环发动机控制系统设计提供输入参数，并为控制系统的半物理仿真试验提供发动机数学模型，有利于研究过渡态参数变化关系。
对于具有CDFS(核心机驱动风扇)结构的航空发动机，其可以通过改变多个可调部件/截面的几何形状、尺寸、位置等途径来改变热力循环，与常规结构的航空发动机相比，更为先进但构型更为复杂。具有CDFS(核心机驱动风扇)结构的航空发动机，其CDFS后存在放气涵道，而现有的发动机实时模型没有对应的部件级模型；CDFS后放气与外涵气流实现掺混与现有的发动机实时模型流路不同，现有的发动机实时模型无法对多股流掺混进行实时计算。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的发动机实时模型没有对应的部件级模型；并且现有的发动机实时模型无法对多股流掺混进行实时计算。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种含CDFS结构的航空发动机非线性模型建模系统及建模方法。
本发明是这样实现的，一种含CDFS结构的航空发动机非线性模型建模系统，所述含CDFS结构的航空发动机非线性模型建模系统包括：
CDFS信息获取模块、外涵信息获取模块、中央控制模块、内涵信息获取模块、数据分析模块、CDFS数值模型构建模块、外涵出口流量计算模块、外涵出口静压计算模块、外涵进口控制模块、显示模块；
CDFS信息获取模块，与中央控制模块连接，用于通过CDFS信息获取程序对航空发动机的CDFS进行监测，得到航空发动机的CDFS信息；
外涵信息获取模块，与中央控制模块连接，用于通过外涵信息获取程序从航空发动机的CDFS信息中获取外涵信息；
中央控制模块，与CDFS信息获取模块、外涵信息获取模块、内涵信息获取模块、数据汇总模块、CDFS数值模型构建模块、外涵出口流量计算模块、外涵出口静压计算模块、外涵进口控制模块、显示模块连接，用于通过主控机控制各个模块正常运行；
内涵信息获取模块，与中央控制模块连接，用于通过内涵信息获取程序从航空发动机的CDFS信息中获取内涵信息；
数据分析模块，与中央控制模块连接，用于通过数据分析程序进行采集的航空发动机的外涵数据、内涵数据、以及其他CDFS数据的分析，得到数据分析结果；
CDFS数值模型构建模块，与中央控制模块连接，用于通过CDFS数值模型构建程序依据数据分析结果进行CDFS数值模型的构建；
外涵出口流量计算模块，与中央控制模块连接，用于通过外涵出口流量计算程序进行外涵出口流量的计算；
外涵出口静压计算模块，与中央控制模块连接，用于通过外涵出口静压计算程序进行外涵出口静压的计算；
外涵进口控制模块，与中央控制模块连接，用于通过外涵进口控制程序进行外涵进口的关闭或是开启；
显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器进行航空发动机监测信息、CDFS数值模型的显示。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述含CDFS结构的航空发动机非线性模型建模系统的含CDFS结构的航空发动机非线性模型建模方法，所述含CDFS结构的航空发动机非线性模型建模方法包括以下步骤：
步骤一，通过CDFS信息获取模块利用CDFS信息获取程序对航空发动机的CDFS进行监测，得到航空发动机的CDFS信息；
步骤二，通过外涵信息获取模块利用外涵信息获取程序从航空发动机的CDFS信息中获取外涵信息；通过内涵信息获取模块利用内涵信息获取程序从航空发动机的CDFS信息中获取内涵信息；
步骤三，通过中央控制模块利用主控机控制各个模块正常运行；通过数据分析模块利用数据分析程序进行采集的航空发动机的外涵数据、内涵数据、以及其他CDFS数据的分析，得到数据分析结果；
步骤四，通过CDFS数值模型构建模块利用CDFS数值模型构建程序依据数据分析结果进行CDFS数值模型的构建；
步骤五，通过外涵出口流量计算模块利用外涵出口流量计算程序进行外涵出口流量的计算；通过外涵出口静压计算模块利用外涵出口静压计算程序进行外涵出口静压的计算；
步骤六，通过外涵进口控制模块利用外涵进口控制程序进行外涵进口的关闭或是开启；通过显示模块利用显示器进行航空发动机监测信息、CDFS数值模型的显示。
进一步，步骤一中，所述航空发动机的CDFS信息，还包括：将获取的航空发动机的CDFS信息存储至数据库中。
进一步，步骤二中，所述外涵信息包括：外涵的进口的总压及温度；所述内涵信息包括：内涵的进口的总压及温度。
进一步，步骤二中，所述通过外涵信息获取模块利用外涵信息获取程序从航空发动机的CDFS信息中获取外涵信息，包括：
(1)接收提取外涵信息的数据请求，所述提取数据请求中包含目标数据实体的目标内码字段及过滤条件；
(2)根据所述目标内码字段对应的数据结构表，解析所述目标数据实体对应的主体表的标识字段，所述主体表为所述关系数据库中同一类型的单据形成的集合；
(3)根据所述目标数据实体对应的所有主体表的标识字段、所述过滤字段集合以及各个所述过滤字段对应的取值范围生成可执行数据库操作语句；
(4)在所述关系数据库中执行所述可执行数据库操作语句以提取符合所述过滤条件的单据，作为所述提取数据请求对应的返回结果。
进一步，所述过滤条件包含过滤字段形成的过滤字段集合及各个所述过滤字段对应的取值范围，所述过滤字段集合为所述目标内码字段对应的实体关联字段映射表中的一个或多个统计维度字段形成的组合。
进一步，步骤三中，所述通过数据分析模块利用数据分析程序进行采集的航空发动机的外涵数据、内涵数据、以及其他CDFS数据的分析，包括：
1)对CDFS数据进行汇总，将CDFS数据按照采集时间先后进行汇总；
2)将汇总的数据进行分类，得到多组CDFS数据；
3)将多组CDFS数据进行叠加、对比、关联分析；
4)进行CDFS数据的分析与挖掘，探索数据之间的关联。
进一步，步骤三中，所述将多组CDFS数据进行叠加、对比、关联分析，包括：
第一步，将数据分为若干数据集；
第二步，对数据集中的数据进行叠加、对比；
第三步，从不同维度对数据间的关联关系进行分析。
进一步，步骤四中，所述CDFS数值模型，包括：CDFS的进口总压、进口总温、压比、转速，以及所述第一外涵的进口的总压及温度、所述内涵的进口的总压及温度。
进一步，步骤六中，所述通过外涵进口控制模块利用外涵进口控制程序进行外涵进口的关闭或是开启，包括：构建选择阀打开及关闭时的平衡方程，依据选择阀打开及关闭时的平衡方程进行外涵的进口的打开或是关闭。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明提供的含CDFS结构的航空发动机非线性模型建模方法为具有CDFS结构的航空发动机建模方法，进行建模中，分别构建了CDFS的数值模型以及CDFS后放气涵道前涵道引射器的数值模型，并且对具有CDFS结构的航空发动机多股气流实时掺混情况进行了计算，达到实时数值模拟的目的。本发明避免了试探值引起的迭代不收敛的情况，在实际数值模拟中，计算结果良好。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的含CDFS结构的航空发动机非线性模型建模系统结构框图。
图2是本发明实施例提供的含CDFS结构的航空发动机非线性模型建模方法流程图。
图3是本发明实施例提供的通过外涵信息获取模块利用外涵信息获取程序从航空发动机的CDFS信息中获取外涵信息流程图。
图4是本发明实施例提供的通过数据分析模块利用数据分析程序进行采集的航空发动机的外涵数据、内涵数据、以及其他CDFS数据的分析流程图。
图5是本发明实施例提供的将多组CDFS数据进行叠加、对比、关联分析流程图。
图1中：1、CDFS信息获取模块；2、外涵信息获取模块；3、中央控制模块；4、内涵信息获取模块；5、数据分析模块；6、CDFS数值模型构建模块；7、外涵出口流量计算模块；8、外涵出口静压计算模块；9、外涵进口控制模块；10、显示模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种含CDFS结构的航空发动机非线性模型建模系统及建模方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的含CDFS结构的航空发动机非线性模型建模系统包括：
CDFS信息获取模块1、外涵信息获取模块2、中央控制模块3、内涵信息获取模块4、数据分析模块5、CDFS数值模型构建模块6、外涵出口流量计算模块7、外涵出口静压计算模块8、外涵进口控制模块9、显示模块10；
CDFS信息获取模块1，与中央控制模块3连接，用于通过CDFS信息获取程序对航空发动机的CDFS进行监测，得到航空发动机的CDFS信息；
外涵信息获取模块2，与中央控制模块3连接，用于通过外涵信息获取程序从航空发动机的CDFS信息中获取外涵信息；
中央控制模块3，与CDFS信息获取模块1、外涵信息获取模块2、内涵信息获取模块4、数据汇总模块5、CDFS数值模型构建模块6、外涵出口流量计算模块7、外涵出口静压计算模块8、外涵进口控制模块9、显示模块10连接，用于通过主控机控制各个模块正常运行；
内涵信息获取模块4，与中央控制模块3连接，用于通过内涵信息获取程序从航空发动机的CDFS信息中获取内涵信息；
数据分析模块5，与中央控制模块3连接，用于通过数据分析程序进行采集的航空发动机的外涵数据、内涵数据、以及其他CDFS数据的分析，得到数据分析结果；
CDFS数值模型构建模块6，与中央控制模块3连接，用于通过CDFS数值模型构建程序依据数据分析结果进行CDFS数值模型的构建；
外涵出口流量计算模块7，与中央控制模块3连接，用于通过外涵出口流量计算程序进行外涵出口流量的计算；
外涵出口静压计算模块8，与中央控制模块3连接，用于通过外涵出口静压计算程序进行外涵出口静压的计算；
外涵进口控制模块9，与中央控制模块3连接，用于通过外涵进口控制程序进行外涵进口的关闭或是开启；
显示模块10，与中央控制模块3连接，用于通过显示器进行航空发动机监测信息、CDFS数值模型的显示。
如图2所示，本发明实施例提供的含CDFS结构的航空发动机非线性模型建模方法包括以下步骤：
S101，通过CDFS信息获取模块利用CDFS信息获取程序对航空发动机的CDFS进行监测，得到航空发动机的CDFS信息；
S102，通过外涵信息获取模块利用外涵信息获取程序从航空发动机的CDFS信息中获取外涵信息；通过内涵信息获取模块利用内涵信息获取程序从航空发动机的CDFS信息中获取内涵信息；
S103，通过中央控制模块利用主控机控制各个模块正常运行；通过数据分析模块利用数据分析程序进行采集的航空发动机的外涵数据、内涵数据、以及其他CDFS数据的分析，得到数据分析结果；
S104，通过CDFS数值模型构建模块利用CDFS数值模型构建程序依据数据分析结果进行CDFS数值模型的构建；
S105，通过外涵出口流量计算模块利用外涵出口流量计算程序进行外涵出口流量的计算；通过外涵出口静压计算模块利用外涵出口静压计算程序进行外涵出口静压的计算；
S106，通过外涵进口控制模块利用外涵进口控制程序进行外涵进口的关闭或是开启；通过显示模块利用显示器进行航空发动机监测信息、CDFS数值模型的显示。
步骤S101中，本发明实施例提供的航空发动机的CDFS信息，还包括：将获取的航空发动机的CDFS信息存储至数据库中。
步骤S102中，本发明实施例提供的外涵信息包括：外涵的进口的总压及温度；所述内涵信息包括：内涵的进口的总压及温度。
如图3所示，步骤S102中，本发明实施例提供的通过外涵信息获取模块利用外涵信息获取程序从航空发动机的CDFS信息中获取外涵信息，包括：
S201，接收提取外涵信息的数据请求，所述提取数据请求中包含目标数据实体的目标内码字段及过滤条件；
S202，根据所述目标内码字段对应的数据结构表，解析所述目标数据实体对应的主体表的标识字段，所述主体表为所述关系数据库中同一类型的单据形成的集合；
S203，根据所述目标数据实体对应的所有主体表的标识字段、所述过滤字段集合以及各个所述过滤字段对应的取值范围生成可执行数据库操作语句；
S204，在所述关系数据库中执行所述可执行数据库操作语句以提取符合所述过滤条件的单据，作为所述提取数据请求对应的返回结果。
本发明实施例提供的过滤条件包含过滤字段形成的过滤字段集合及各个所述过滤字段对应的取值范围，所述过滤字段集合为所述目标内码字段对应的实体关联字段映射表中的一个或多个统计维度字段形成的组合。
如图4所示，步骤S103中，本发明实施例提供的通过数据分析模块利用数据分析程序进行采集的航空发动机的外涵数据、内涵数据、以及其他CDFS数据的分析，包括：
S301，对CDFS数据进行汇总，将CDFS数据按照采集时间先后进行汇总；
S302，将汇总的数据进行分类，得到多组CDFS数据；
S303，将多组CDFS数据进行叠加、对比、关联分析；
S304，进行CDFS数据的分析与挖掘，探索数据之间的关联。
如图5所示，步骤S103中，本发明实施例提供的将多组CDFS数据进行叠加、对比、关联分析，包括：
S401，将数据分为若干数据集；
S402，对数据集中的数据进行叠加、对比；
S403，从不同维度对数据间的关联关系进行分析。
步骤S104中，本发明实施例提供的CDFS数值模型，包括：CDFS的进口总压、进口总温、压比、转速，以及所述第一外涵的进口的总压及温度、所述内涵的进口的总压及温度。
步骤S106中，本发明实施例提供的通过外涵进口控制模块利用外涵进口控制程序进行外涵进口的关闭或是开启，包括：构建选择阀打开及关闭时的平衡方程，依据选择阀打开及关闭时的平衡方程进行外涵的进口的打开或是关闭。
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
机译： 过程异常检测/分类的建模设备和模型分析方法，系统和方法，建模系统和建模方法以及更新建模设备的故障预测系统和方法
机译： 一种基于线性或非线性替代的以消费者为中心的建模模型的系统和方法
机译： 对象语义数据建模系统;一种用于创建相对于数据库存储数据的数据库模式的方法，一种在D中解释公式的方法，以及一种对象语义类型的数据模型的有效期的数据模型，该对象语义类型的数据模型包括多个对象语义。和系统来创建数据库架构
