一种航空发动机转子系统数字孪生模型试验台设计方法

文档序号:34569606发布日期:2023-06-28 11:47阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种航空发动机转子系统数字孪生模型试验台设计方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的航空发动机转子系统数字孪生模型试验台设计方法,其特征在于,所述数值模型采用timoshenko梁单元对转轴进行建模,将盘筒化为集中质量单元,转子系统共包括26个timoshenko梁单元和4个盘单元,转子系统在旋转时,将考虑旋转引起的陀螺效应,因此,转子系统的动力学方程为:

3.根据权利要求1所述的航空发动机转子系统数字孪生模型试验台设计方法,其特征在于,所述人工智能模型采用高斯过程回归模型对转子系统的动态特性进行实时预测。

4.根据权利要求3所述的航空发动机转子系统数字孪生模型试验台设计方法,其特征在于,所述高斯过程回归模型针对于回归问题的一般模型表示为:

5.根据权利要求4所述的航空发动机转子系统数字孪生模型试验台设计方法,其特征在于,所述高斯过程回归模型经过对观测数据的学习,能精确地描绘出函数f(x),所述高斯过程回归模型是由均值函数m(x)和协方差函数k(x,x)唯一确定的,因此,所述高斯过程回归模型进一步被定义为:

6.根据权利要求5所述的航空发动机转子系统数字孪生模型试验台设计方法,其特征在于,所述函数f(x)是由多维高斯分布组成的,根据多维高斯分布的性质,由所述高斯过程回归模型的一般模型定义公式和所述高斯过程回归模型的进一步定义公式得到观测值y的先验分布为:

7.根据权利要求5所述的航空发动机转子系统数字孪生模型试验台设计方法,其特征在于,对于所述数值模型计算所得到的转子动力学数据,需要建立m个所述高斯过程回归模型来预测结构的动力学性能。

8.根据权利要求1所述的航空发动机转子系统数字孪生模型试验台设计方法,其特征在于,所述更新模型根据实时的观测数据,实时修正模型参数θk=(αk,βk)的概率分布,所述更新模型采用贝叶斯学习融合先验信息和似然信息实现对后验信息的推理,根据贝叶斯定理,模型参数的后验分布可表示为:

9.根据权利要求1所述的航空发动机转子系统数字孪生模型试验台设计方法,其特征在于,所述航空发动机转子系统数字孪生模型试验台设计方法还包括构建3d设计模块,用于获取转子试验台装备装配体拓扑结构以及零件几何描述信息。

10.根据权利要求1所述的航空发动机转子系统数字孪生模型试验台设计方法,其特征在于,所述航空发动机转子系统数字孪生模型试验台设计方法还包括构建虚拟系统模块,用于基于获取的转子试验台装备装配体拓扑结构以及零件几何描述信息,展现动力学特性,在虚拟系统测试和评估产品或服务过程的特定特征。


技术总结
本发明提供一种航空发动机转子系统数字孪生模型试验台设计方法,包括:构建数值模型,计算转子动力学特性,获取转子动力学数据;构建人工智能模型,将所述数值模型获取的转子动力学数据输入至人工智能模型,对人工智能模型进行训练预测;构建更新模型,通过更新模型和实时试验数据,使转子试验台数据在运行过程中更新修正。本发明技术方案实现转子试验台实体与数字孪生模型的实时映射,真实的反应转子系统的振动特性。其采用数值模型与人工智能模型作为数字孪生模型的数据驱动,解决转子试验台实时映射问题;通过更新模型和实时试验数据,使转子试验台数据在运行过程中更新修正,解决真实模型与数字孪生模型误差会随着时间逐步变大的问题。

技术研发人员:罗忠,吴东泽,李洪雨,崔泽文
受保护的技术使用者:东北大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
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