SIMULINK를 이용한 분리형 노즐을 갖는 터보팬엔진 성능모델 구성 및 탈설계점 성능 해석

Performance Modeling and Off-design Performance Analysis of A Separative Jet Turbofan Engine Using SIMULINK

본 연구에서 중형 상용민간항공기 추진진기관인 분리형 노즐을 갖는 2 스풀 터보팬 엔진인 BR715-56의[1] 정상 성능모델을 구성 및 탈설계점 성능해석이 상용코드인 MATLAB/SIMULINK를[2] 이용하여 엔진성능특성과 엔진진단을 위해 수행되었다. 먼저 팬, 고압압축기, 고압터빈, 저압터빈 구성품 성능 맵들이 축척방법을 이용하여 유사성능 맵들을 축척하여 생성되었고 다음 탈설계점 성능모사 프로그램이 구성품들 간 유량과 일 조화에 의해 구성되었다. 모델은 용이한 정상 및 동적 모사와 사용자 편의의 장점을 갖는 SIMULINK 프로그램을 이용하여 개발되었다. 제안한 모델에 의한 탈설계점 해석 결과들은 다양한 작동 조건들에서 GASTURB에 의한 해석 결과들과 잘 일치함이 확인 되었다.

In this work, a steady-state performance modeling and off-design performance analysis of the 2-spool separate jet turbofan engine named BR715-56 which is a power plant for the narrow body commercial aircraft is carried out for engine performance behaviors investigation and condition monitoring using a commercial code MATLAB/SIMULINK. Firstly, the engine component maps of fan, high pressure compressor, high pressure turbine and low pressure turbine are generated from similar component maps using the scaling method, and then the off-design performance simulation model is constructed by the mass flow matching and the work matching between components. The model is developed using SIMULINK, which has advantages of easy steady-stare and dynamic modelling and user friendly interface function. It is found that the off-design performance analysis results using the proposed model are well agreed with the performance analysis results by GASTURB at various operating conditions.