多级轴流压气机气动性能预估方法和装置与流程

[0001]
本发明主要涉及航空发动机或燃气轮机的设计及试验验证，尤其涉及一种多级轴流压气机气动性能预估方法和装置。


背景技术：

[0002]
在航空发动机或燃气轮机的设计、试验验证、工作服役等的过程中，轴流压气机气动性能是一组极其重要的参数指标。可通过这一组参数评价压气机设计方案的优劣、监测压气机的工作状态是否正常、分析压气机工作过程中出现的故障问题等。
[0003]
特别地，在航空发动机或燃气轮机轴流压气机的研制（设计及试验验证）过程中，在很多场合下，需要去预测、分析某些影响因素对压气机气动性能的影响。这些影响因素包括但不限于：压气机某一级或多级转子叶尖间隙偏离设计状态（偏大或偏小）、压气机某一级或多级叶型加工超差导致的叶片形状偏离设计状态、压气机可调静子叶片的安装角未能精确达到所要求的设计角度、压气机某一级或多级转静子叶片上安装有温度压力测点或应变片测点等。以上这一类问题，可以归纳为：预估轴流压气机个别级硬件状态偏离设计状态时对整个压气机气动性能造成的影响。
[0004]
目前，进行这项预估的主要方法为压气机整机三维计算流体力学（computational fluid dynamic，cfd）仿真（以下简称“整机cfd仿真”）。即在计算流体力学软件（如numeca、cfx等）中分别计算设计状态和偏离设计状态两种硬件状态下的轴流压气机流场，然后对比计算得到压气机气动性能特性线的差异，从而获得硬件偏离设计状态的影响。这一方法存在的主要问题有：1、计算耗时较长、影响工作效率。对于一个典型的如十级轴流压气机，若需达到网格无关性则其计算网格量需达到1000万以上，采用典型叶轮机械计算流体力学软件（如numeca）进行整机cfd仿真，获得一个转速下的一条完整的特性线需要进行2000步以上的计算迭代，采用如40核心并行计算的情况下，耗时也可达20个小时以上。若要获取包含不同转速下的完整的特性线组，则耗时更要成倍增加。由此导致在实际压气机研制或工程问题处理的过程中无法及时获取预估结果，影响工作效率。
[0005]
2、预估结果准确性低。采用整机cfd仿真对多级轴流压气机整机进行数值模拟存在较大的计算误差。从部分已经获取的计算与试验对比结果中总结，仿真计算得到的压气机换算流量可比试验数据偏大约3%-10%，效率可偏高2-3个百分点，转速越偏离设计转速、流量效率等的误差更大。此外，整机cfd仿真还普遍存在着计算误差逐级积累、压气机总压比在各级之间的分配关系与试验差异较大的情况，压气机级数越多，这一现象约严重。
[0006]
3、无法准确获取首发喘振级。随着压气机压比逐渐升高到进喘点以上，压气机最终将进入失速喘振的状态。对于多级轴流压气机，存在一个首发喘振级，即所有级当中第一个进入喘振状态的级。这个信息的获取对于设计优化、问题排查等意义重大。但由于整机cfd仿真存在的总压比在各级之间的分配关系误差大的原因，导致其无法真实反映各级的实际工作状态和压比高低、从而无法准确获取真正的首发喘振级。


技术实现要素：

[0007]
本发明要解决的技术问题是提供一种多级轴流压气机气动性能预估方法和装置，具有更快的预估效率和更高的预估准确度。
[0008]
为解决上述技术问题，本发明提供了一种多级轴流压气机气动性能预估方法，包括以下步骤：预先获取所述压气机设计状态下的各级的第一特性线族和第一整机特性线，每一第一特性线族包括多个换算转速下的第一特性线；获取所述压气机中硬件偏离设计状态的预定级的特性线族，每一特性线族包括多个换算转速下的特性线；获取所述压气机中硬件偏离设计状态的第二整机特性线；以及比较所述第一整机特性线和所述第二整体特性线，以获取硬件状态偏离设计状态的影响。获取所述压气机中硬件偏离设计状态的第二整机特性线的步骤包括：a.使用所述预定级的特性线族更新对应的第一特性线族，获得所述各级的第二特性线族；b.对所述压气机第1级的第二特性线族，参考所述压气机的第1级工作参数进行插值，得到所述压气机第1级的第二特性线；c.根据所述第1级的第二特性线，计算预设进口换算流量下的第1级工作点，并参考所述第1级工作点计算所述压气机的第2级工作参数；d.对所述压气机第2级的第二特性线族，参考所述第2级工作参数进行插值，得到所述压气机第2级的第二特性线；e.根据所述第2级的第二特性线，计算第2级进口换算流量下的第2级工作点，并参考所述第1级工作点计算所述压气机的第3级工作参数；f.以此类推，直至获取最后1级工作点；g.根据所述压气机的各级工作点获取所述压气机的整机工作点；h.改变所述预设进口换算流量，循环执行前述b-g，得到多个进口换算流量下所述压气机的整机工作点；以及i.根据多个进口换算流量下所述压气机的整机工作点获取硬件偏离设计状态下所述压气机的第二整机特性线响。
[0009]
在本发明的一实施例中，预先获取设计状态下所述压气机的整机特性线的方法包括：1)对所述压气机第1级的第一特性线族，参考所述压气机的第1级工作参数进行插值，得到所述压气机第1级的第一特性线；2)根据所述第1级的第一特性线，计算预设进口换算流量下的第1级工作点，并参考所述第1级工作点计算所述压气机的第2级工作参数；3)对所述压气机第2级的第一特性线族，参考所述第2级工作参数进行插值，得到所述压气机第2级的第一特性线；4)根据所述第2级的第一特性线，计算预设进口换算流量下的第2级工作点；5)以此类推，直至获取最后1级工作点；6)根据所述压气机的各级工作点获取所述压气机的整机工作点；7)改变所述预设进口换算流量，重复前述1)-6)，得到多个进口换算流量下所述压气机的整机工作点；以及8)根据多个进口换算流量下所述压气机的整机工作点获取设计状态下所述压气机的第一整机特性线。
[0010]
在本发明的一实施例中，对所述压气机第1级的第二特性线族，参考所述压气机的第1级工作参数进行插值，得到所述压气机第1级的第二特性线的步骤包括：参考所述压气机的第1级进口总温计算第1级换算转速；根据所述压气机第1级的第二特性线族，以所述第1级换算转速为自变量进行插值，得到所述压气机第1级的第二特性线。
[0011]
在本发明的一实施例中，对所述压气机第1级的第一特性线族，参考所述压气机的第1级工作参数进行插值，得到所述压气机第1级的第一特性线的步骤包括：参考所述压气机的第1级进口总温计算第1级换算转速；根据所述压气机第1级的第一特性线族，以所述第1级换算转速为自变量进行插值，得到所述压气机第1级的第一特性线。
[0012]
在本发明的一实施例中，参考所述第1级工作点计算所述压气机的第2级工作参数
的步骤包括：在所述第1级的第二特性线上，根据预设进口换算流量得到所述第1级工作点的压比和效率；以及根据所述预设进口换算流量、压比和效率，计算所述压气机的第1级出口总温、出口总压和出口换算流量，作为第2级工作参数，所述第2级工作参数包括进口总温、进口总压和进口换算流量。
[0013]
在本发明的一实施例中，参考所述第1级工作点计算所述压气机的第2级工作参数的步骤包括：在所述第1级的第一特性线上，根据预设进口换算流量得到所述第1级工作点的压比和效率；以及根据所述预设进口换算流量、压比和效率，计算所述压气机的第1级出口总温、出口总压和出口换算流量，作为第2级工作参数，所述第2级工作参数包括进口总温、进口总压和进口换算流量。
[0014]
在本发明的一实施例中，在所述步骤g中，如果判断在某级的第二特性线上，计算得到的进口换算流量小于该某级的第二特性线的最小流量，则停止循环，标记该某级为首发喘振级。
[0015]
在本发明的一实施例中，在所述步骤6)中，如果判断在某级的第一特性线上，计算得到的进口换算流量小于该某级的第一特性线的最小流量，则停止循环，标记该某级为首发喘振级。
[0016]
在本发明的一实施例中，所述步骤i还包括得到硬件偏离设计状态下的喘振裕度值。
[0017]
在本发明的一实施例中，获取所述压气机中硬件偏离设计状态的预定级的特性线族的步骤包括：使用硬件偏离的几何模型进行单级cfd仿真。
[0018]
在本发明的一实施例中，获取所述压气机中硬件偏离设计状态的预定级的特性线族的步骤包括：对所述预定级进行某一换算转速下的特性线计算；将计算的硬件偏离设计状态下特性线与相同换算转速下的设计状态的第一特性线进行对比，得到硬件偏离对单级的影响量；将所述影响量叠加到多个其他换算转速的特性线上，得到该预定级硬件偏离设计状态的特性线族。
[0019]
本发明的另一方面提出一种多级轴流压气机气动性能预估的装置，包括：存储器，用于存储可由处理器执行的指令；以及处理器，用于执行所述指令以实现如上所述的方法。
[0020]
本发明的另一方面提出一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，所述计算机程序代码在由处理器执行时实现如上所述的方法。
[0021]
与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、快速获得预估结果、提高工作效率。对于一个转速下的性能影响预估，采用压气机整机cfd仿真需耗时20-30小时，采用本方法预计耗时2-3小时。
[0022]
2、提高预估结果准确性，更好地为项目研制、工程问题处理等提供支撑。
[0023]
3、准确获取首发喘振级，更好地为设计优化、工程问题排查等提供支撑。
附图说明
[0024]
包括附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本申请原理的作用。附图中：图1是本申请一实施例的多级轴流压气机气动性能预估方法的概略流程图。
[0025]
图2是本申请一实施例的获取所述压气机中设计状态的第一整机特性线的流程
图。
[0026]
图3是本申请一实施例的获取所述压气机中硬件偏离设计状态的第二整机特性线的流程图。
[0027]
图4是本申请一实施例的多级轴流压气机气动性能预估装置的硬件框图。
[0028]
图5a-5f是本申请一实施例的压气机各级特性线族示意图。
[0029]
图6a、6b是本申请一实施例的特性线插值示意图。
具体实施方式
[0030]
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
[0031]
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
[0032]
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0033]
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。
[0034]
本申请的实施例描述多级轴流压气机气动性能预估方法。图1是本申请一实施例的多级轴流压气机气动性能预估方法的概略流程图。首先参考图1所示描述预估方法的概略流程。
[0035]
在步骤101，预先获取压气机设计状态下的各级的第一特性线族和第一整机特性线。
[0036]
在此步骤中，通过单级计算流体力学仿真（以下简称为“单级cfd仿真”的方式，计算设计状态下各级的第一特性线族。每一第一特性线族包括多个换算转速下的第一特性线。
[0037]
更具体地说，采用设计状态几何模型，以压气机性能试验中的各级进口总温径向分布、总压径向分布、气流角径向分布作为仿真计算边界，逐一开展压气机各级的单级cfd仿真。针对每一级改变转子转速开展多个换算转速下的计算，从而针对每一级，得到一组由不同换算转速下特性线组成的特性线族。如图5a-5f所示，每张图中目前有三根特性线，对应三个不同的换算转速（n11、n12、n13）。每根特性线由若干个工作点组成。每个工作点由换算转速、换算流量、压比、效率四个参数组成。各级之间的特性线个数可相同可不同。
[0038]
单级cfd仿真各级的进口边界条件（温度、压力等）采用压气机性能试验所获取的真实试验数据，保证各级计算边界条件的准确，进而最大程度保证计算结果的准确。
[0039]
并且，单级cfd仿真减少了计算域、避免了整机cfd仿真的误差逐级积累。
[0040]
进一步，可基于“压气机上一级出口换算流量与下一级进口换算流量相等”的匹配原理，逐级进行多级压气机匹配计算，以各级第一特性线族为输入，计算得到压气机整机的第一特性线。具体计算过程将在后文参考图2描述。
[0041]
需要指出的是，获取压气机设计状态下的各级的第一特性线族和第一整机特性线的步骤可以在实际进行评估前就预先进行，并将各级的第一特性线族和第一整机特性线储存，作为后续步骤的数据来源。在一些实施例中，可以储存获取过程中的更多中间数据，例如各级工作点、各级工作参数等。这样做的好处时，实际评估时不需要对所有级进行实时cfd仿真，减少计算时间。
[0042]
在步骤102，获取压气机中硬件偏离设计状态的预定级的特性线族，每一特性线族包括多个换算转速下的特性线。
[0043]
在此步骤中，同样通过单级cfd仿真的方式，计算硬件偏离设计状态的预定级的特性线族。每一特性线族包括多个换算转速下的特性线。
[0044]
在一个实施例中，可采用硬件偏离后的几何模型，以与步骤101相同的仿真计算边界条件重复开展步骤101中涉及单级cfd计算，并得到偏离设计状态级的特性线族。与整机cfd仿真相比，对预定级采用单级cfd仿真可大幅减少计算时间。典型单级计算网格数约100万，以20核进行计算，获取一条单级气动性能特性线仅需2-3小时。
[0045]
使用硬件偏离的几何模型进行单级cfd仿真。
[0046]
在另一个实施例中，对预定级进行某一换算转速下的特性线计算，将计算的硬件偏离设计状态下特性线与相同换算转速下的设计状态的特性线进行对比，得到硬件偏离对单级的影响量，然后将影响量叠加到多个其他换算转速的特性线上，得到该预定级硬件偏离设计状态的特性线族。
[0047]
在此，硬件偏离设计状态的预定级可以是一级或者是多级。这些预定级可以是相邻的，也可以是间隔的。
[0048]
在步骤103，获取压气机中硬件偏离设计状态的第二整机特性线。
[0049]
在此步骤中，可以基于设计状态下的各级的第一特性线族以及硬件偏离设计状态的预定级的第二特性线族，结合压气机的工作参数进行计算，得到压气机中硬件偏离设计状态的第二整机特性线。具体计算过程将在后文参考图3描述。
[0050]
在步骤104，比较第一整机特性线和第二整体特性线，以获取硬件状态偏离设计状态的影响。
[0051]
在此步骤中，可将硬件偏离设计状态时的第二整机特性线与设计状态的第一整机
特性线进行对比，从而得到硬件偏离设计状态对压气机流量、效率、喘振裕度的影响。同时可以得到硬件偏离设计状态前后，首发喘振级是否发生变化、各自位于哪一级等信息。
[0052]
图2是本申请一实施例的获取压气机中设计状态的第一整机特性线的流程图。下面参考图2所示描述获取第一整机特性线的过程。
[0053]
在步骤201，对压气机第n级的第一特性线族，参考压气机的第n级工作参数进行插值，得到压气机第n级的第一特性线。在此，n为1, 2, 3,
ꢀ…
, n。n为压气机总级数，为正整数。
[0054]
以n=1为例，对压气机第1级的第一特性线族，参考压气机的第1级工作参数进行插值，得到压气机第1级的第一特性线。在此步骤中，先确定压气机工作参数。工作参数可包括：压气机进口总温t1、压气机进口总压p1以及压气机物理转速np。压气机进口即第1级进口。压气机所有级的压气机物理转速np一致。
[0055]
进一步，根据压气机物理转速np和第1级进口总温t1计算得到第1级换算转速n1，公式如下：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（1）因此压气机进口总温t1、压气机进口总压p1、压气机物理转速np和第1级换算转速n1或其部分可作为第1级工作参数。
[0056]
接着，基于步骤102中得到的第1级的第一特性线族，以第1级换算转速n1作为自变量，插值得出换算转速为n1时的第1级第一特性线。如图6a、6b中虚线所示，由转速为n11和n12下的两根第一特性线插值，得到换算转速为n1时的第一特性线。
[0057]
在步骤202，根据第n级的第一特性线，计算进口换算流量下的第n级工作点，并参考第n级工作点计算压气机的第n+1级工作参数。
[0058]
在此步骤中，仍以n=1为例，在插值得出的第1级的第一特性线上取预设换算流量点作为第1级工作点（如图6a、6b中黑点所示），对应换算流量w1，从而读图得到该第1级工作点下的第1级压比pr1和第1级效率eff1。在此，第1级工作点的预设换算流量点例如是换算流量最大的点。进一步，根据预设进口换算流量w1、第1级压比pr1和第1级效率eff1，计算第1级出口（即第2级进口）总温t2、总压p2、换算流量w2等工作参数，作为第2级工作参数。
[0059]
第1级出口（即第2级进口）总压p2计算公式如下：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（2）第1级出口（即第2级进口）总温t2计算公式（其中k为比热比，根据t1、t2查表得到，计算过程中需要进行迭代）：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（3）第1级出口（即第2级进口）换算流量w2计算公式：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（4）经过步骤203判断为否后，进入步骤204，判断n是否达到n，如未达到，返回步骤201重复
执行。
[0060]
在步骤201，当n=2时，对压气机第2级的第一特性线族，参考第2级工作参数进行插值，得到压气机第2级的第一特性线。
[0061]
根据压气机物理转速np和第2级进口总温t2计算得到第2级换算转速n2，计算公式类似前文的公式（1）。
[0062]
接着，基于步骤101中得到的第2级的第一特性线族，以第2级换算转速n2作为自变量，插值得出换算转速为n2时的第2级第一特性线。
[0063]
在步骤202，当n=2时，根据第2级的第一特性线，计算进口换算流量下的第2级工作点。
[0064]
在此步骤中，在插值得出的第2级的第一特性线上取进口换算流量w2的点作为第2级工作点，从而读图得到该工作点下的第2级压比pr1和第2级效率eff1。进一步，计算第2级出口（即第3级进口）总温t3、总压p3、换算流量w3等工作参数，作为第3级工作参数。计算公式类似公式（2）、公式（3）和公式（4）。
[0065]
循环执行步骤201和202，重复进行第3级、第4级等工作点的计算直到完成最后1级（第n级）工作点计算，并得出最后1级的进口总温tn、进口总压pn、进口换算转速nn、进口换算流量wn、压比prn、效率effn、出口总温tn+1以及出口总压pn+1等。
[0066]
在步骤205，根据压气机的各级工作点获取压气机的整机工作点。
[0067]
压气机进口换算流量即第1级进口换算流量w1；压气机总压比pr即各级压比叠乘，如下：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（5）压气机总效率eff如下：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（6）由此得到压气机在某个预设换算流量下的第1个整机工作点。
[0068]
在步骤206，改变预设进口换算流量，回到步骤201以重复步骤201-205，得到多个进口换算流量下压气机的整机工作点。
[0069]
更具体地说，预设进口换算流量可在一系列进口换算流量中选择。如果在步骤202中最初选择的预设进口换算流量是最大进口换算流量，则在此可将第1级的预设进口换算流量略微减小。接着，重复步骤201-205得到压气机整机的第2个工作点。以此类推得到第3、4、
…
个压气机的整机工作点。这一循环持续进行，直到遇到以下情况：在插值得出的某级的第一特性线上，由公式(4)计算得到的进口换算流量已经小于该级插值得出的第一特性线的最小流量（步骤203）。此时，停止上述循环计算过程，流程进入步骤207。并且，标记这一级为首发喘振级。
[0070]
在步骤207，根据多个进口换算流量下压气机的整机工作点获取设计状态下压气机的第一整机特性线。
[0071]
在此步骤中，将获取到的所有整机工作点按照流量由大到小的顺序排布，并分别绘制到特性图上，得到设计状态下的第一整机特性线。进一步，可以计算得到设计状态下的
喘振裕度值。
[0072]
图3是本申请一实施例的获取压气机中硬件偏离设计状态的第二整机特性线的流程图。下面参考图3所示描述获取第二整机特性线的过程。
[0073]
在步骤300，使用预定级的特性线族更新对应的第一特性线族，获得各级的第二特性线族。
[0074]
在此步骤中，使用步骤102获得的硬件偏离设计状态的预定级的特性线族，更新步骤101获得的设计状态的各级第一特性线族中对应级的特性线族，更新后获得各级的特性线族称为第二特性线族。可以理解，更新后的第二特性线族即包括硬件偏离设计状态的特性线族，也包括设计状态的第二特性线族。
[0075]
在步骤301，对压气机第n级的第二特性线族，参考压气机的第n级工作参数进行插值，得到压气机第n级的第二特性线。在此，n为1, 2, 3,
ꢀ…
, n。n为压气机总级数，为正整数。
[0076]
此步骤与步骤201类似。以n=1为例，对压气机第1级的第二特性线族，参考压气机的第1级工作参数进行插值，得到压气机第1级的第一特性线。在此步骤中，先确定压气机工作参数。工作参数可包括：压气机进口总温t1、压气机进口总压p1以及压气机物理转速np。压气机进口即第1级进口。压气机所有级的压气机物理转速np一致。
[0077]
进一步，根据压气机物理转速np和第1级进口总温t1计算得到第1级换算转速n1。压气机进口总温t1、压气机进口总压p1、压气机物理转速np和第1级换算转速n1或其部分可作为第1级工作参数。
[0078]
接着，基于步骤102中得到的第1级的第一特性线族，以第1级换算转速n1作为自变量，插值得出换算转速为n1时的第1级第一特性线。
[0079]
在步骤302，根据第n级的第二特性线，计算进口换算流量下的第n级工作点，并参考第n级工作点计算压气机的第n+1级工作参数。
[0080]
此步骤与步骤202类似。在此步骤中，仍以n=1为例，在插值得出的第1级的第一特性线上取预设换算流量点作为第1级工作点（如图6中黑点所示），对应换算流量w1，从而读图得到该工作点下的第1级压比pr1和第1级效率eff1。在此，第1级工作点的预设换算流量点例如是换算流量最大的点。进一步，计算第1级出口（即第2级进口）总温t2、总压p2、换算流量w2等工作参数，作为第2级工作参数。
[0081]
经过步骤303判断为否后，进入步骤304，判断n是否达到n，如未达到，返回步骤301重复执行。
[0082]
在步骤301，当n=2时，对压气机第2级的第二特性线族，参考第2级工作参数进行插值，得到压气机第2级的第二特性线。
[0083]
根据压气机物理转速np和第2级进口总温t2计算得到第2级换算转速n2。
[0084]
接着，基于步骤301中得到的第2级的第二特性线族，以第2级换算转速n2作为自变量，插值得出换算转速为n2时的第2级第二特性线。
[0085]
在步骤302，当n=2时，根据第2级的第二特性线，计算进口换算流量下的第2级工作点。
[0086]
在此步骤中，在插值得出的第2级的第二特性线上取进口换算流量w2的点作为第2级工作点，从而读图得到该工作点下的第2级压比pr1和第2级效率eff1。进一步，计算第2级
出口（即第3级进口）总温t3、总压p3、换算流量w3等工作参数，作为第3级工作参数。
[0087]
循环执行步骤301和302，重复进行第3级、第4级等工作点的计算直到完成最后1级（第n级）工作点计算，并得出最后1级的进口总温tn、进口总压pn、进口换算转速nn、进口换算流量wn、压比prn、效率effn、出口总温tn+1以及出口总压pn+1等。
[0088]
在步骤305，根据压气机的各级工作点获取压气机的整机工作点。
[0089]
此步骤与步骤205类似，在此不再展开。
[0090]
在步骤306，改变预设进口换算流量，回到步骤301以重复步骤301-305，得到多个进口换算流量下压气机的整机工作点。
[0091]
此步骤与步骤206类似。在此步骤中，重复步骤301-305得到压气机整机的第1、2、3、4、
…
个整机工作点。这一循环持续进行，直到遇到以下情况：在插值得出的某级的第二特性线上，由公式(4)计算得到的进口换算流量已经小于该级插值得出的第二特性线的最小流量（步骤303）。此时，停止上述循环计算过程，流程进入步骤307。并且，标记这一级为首发喘振级。硬件偏离设计状态下的首发喘振级，相比设计状态下的首发喘振级可能发生变化。
[0092]
在步骤307，根据多个进口换算流量下压气机的整机工作点获取硬件偏离设计状态下压气机的第二整机特性线。
[0093]
在此步骤中，将获取到的所有整机工作点按照流量由大到小的顺序排布，并分别绘制到特性图上，得到硬件偏离设计状态下的第二整机特性线。进一步，可以计算得到硬件偏离设计状态下的喘振裕度值。
[0094]
图4是本申请一实施例的多级轴流压气机气动性能预估装置的硬件框图。装置400可包括内部通信总线401、处理器（processor）402、只读存储器（rom）403、随机存取存储器（ram）404、以及通信端口405。当应用在个人计算机上时，预估装置400还可以包括硬盘407。内部通信总线401可以实现预估装置400组件间的数据通信。处理器402可以进行判断和发出提示。在一些实施例中，处理器402可以由一个或多个处理器组成。通信端口405可以实现整合系统400与外部的数据通信。在一些实施例中，预估装置400可以通过通信端口405从网络发送和接受信息及数据。整合系统400还可以包括不同形式的程序储存单元以及数据储存单元，例如硬盘407，只读存储器（rom）403和随机存取存储器（ram）404，能够存储计算机处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器402所执行的可能的程序指令。处理器执行这些指令以实现方法的主要部分。处理器处理的结果通过通信端口传给用户设备，在用户界面上显示。
[0095]
上述的预估方法可以实施为计算机程序，保存在硬盘407中，并可记载到处理器402中执行。
[0096]
本申请还提供了一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，所述计算机程序代码在由处理器执行时实现如上所述的预估方法。
[0097]
本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
[0098]
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类
修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
[0099]
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
[0100]
本申请的一些方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件（包括固件、常驻软件、微码等）执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。处理器可以是一个或多个专用集成电路（asic）、数字信号处理器（dsp）、数字信号处理器件（dapd）、可编程逻辑器件（pld）、现场可编程门阵列（fpga）、处理器、控制器、微控制器、微处理器或者其组合。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。例如，计算机可读介质可包括，但不限于，磁性存储设备（例如，硬盘、软盘、磁带
……
）、光盘（例如，压缩盘cd、数字多功能盘dvd
……
）、智能卡以及闪存设备（例如，卡、棒、键驱动器
……
）。
[0101]
计算机可读介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等等、或合适的组合形式。计算机可读介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、射频信号、或类似介质、或任何上述介质的组合。
[0102]
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
[0103]
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有
±
20%的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
[0104]
虽然本申请已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，在没有脱离本申请精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本申请的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。