由图1根据实际情况，可以派生出需要的类别，就部件类而言，可以用 于单轴涡喷、双轴涡喷、双轴分开排气涡扇、双轴混合排气涡扇以及他们的加力型发动机等 不同类型的发动机；就工质流类而言，可以用于空气压缩机、燃气轮机等不同转动机械；就 流动关系类而言，可以适应顺算法、逆算法、容积效应法等不同方法。下面以采用顺算法的 双轴混合排气涡扇发动机为例，结合性能评定中具体的特性计算任务，介绍具体的建模仿真 实现过程。
3 双轴混排涡扇发动机的仿真对象模型
在双轴混排涡扇发动机的性能评定中，希望实现以下功能：进行发动机部件特性 计算和工质流热力计算，包括风扇（低压压气机）、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、低压 涡轮、混合器、加力燃烧室、喷管等特性计算和空气、燃气的热力计算；在部件特性计算的 基础上，执行各种发动机特性的计算任务，例如飞行特性计算、地面台架节流特性计算等。 整个计算过程不仅需要输入各部件的已知特性数据，还要把计算结果通过文件或屏幕显示方 式输出。
首先派生出各个部件类，应当有进气道类CInlet，压气机类CCom，涡轮类CTurb，燃烧 室类CBur，喷管类CNoz，混合器类CMix，外涵类COduct。各个类的属性和方法见表1。然后 定义空气类CAir，燃气类CGas。再定义流动关系类CFlow，使用CFlow的派生类匹配工作 点法类CMPoints。在CMPoints中主要定义了类的方法，即工质流与部件的联系方法，对于匹 配工作点法而言，联系方法的核心就是匹配工作方程［3］。满足匹配方程的部件属性将用来计算工质流的流动情况，从而得到发动机的特性。为了计 算简便，把一些常用的计算函数也封装在同一个类中，诸如插值函数、非线性方程求解、矩 阵方程求解等，这样在进行上述计算时，就可以通过声明一个该类成员来直接调用这些函数 。
4 算例
使用上述对象模型对某型双轴涡扇发动机进行特性计算，仿真采用涡扇发动机非线性数 学模型［3］，各个部件的特性已知，以数组方式存储、输入。考虑了进排气压损、 压气机抽 气及涡轮冷却等因素，同时假设：不考虑进气畸变对发动机的影响；内涵向外涵无燃气泄漏 ；内涵向外涵不传递热量；内、外涵在混合器前的气流静压相等。流路计算采用简便的顺算 法，系统状态计算采用常用的欧拉法，匹配工作点的求取采用牛顿n＋1点残量法［ 3］，用C＋＋语言编程实现。图2给出了该发动机最大工作状态时飞行特性计算中 推力、耗油率随高度－速度变化的情况。
5 结语
将发动机特性计算仿真定义为部件计算、工质流计算、流动关系计算3个层次，并将这 种层次关系概括为类属层次结构，从而得到了特性计算的仿真对象模型。这种建模方法体现 了面向对象的抽象与多态的思想，低耦合、高内聚使得部件特性在充分表达的同时又不失各 个层次互相联系的便捷，基于此思想，对于不同情况可以进行不同的层次概括，从而得到不 同的对象模型。
值得注意的是，面向对象的建模方法仅改变仿真数学模型在具体计算的表达方式，而不 会对原问题的逼真度和收敛特性造成任何影响,而代码的可重用性可大大加强，当由于不 同特性仿真问题提出不同的精度和速度要求时，只需在已有类别基础上进行修改即可实现不 同部件的建模和数值计算方法的调整。
参考文献
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