基于多核并行计算的超燃冲压发动机一维模型实时性研究

作者：杨柳^*; 史新兴; 刘小勇; 李岩; 苏承毅; 王明杰

来源：推进技术, 2022, 43(06): 353-360.

DOI：10.13675/j.cnki.tjjs.200776

• 超燃冲压发动机
• 计算流体力学
• 空气动力学
• 并行计算
• 实时模型

在发动机控制系统设计中，为了缩短设计周期、降低研发成本，需要建立面向控制的、较为精确的、实时性高的超燃冲压发动机性能计算模型，以保证模型精度、提高计算速度为研究目标，基于多核高性能计算仿真平台，开展了面向控制的超燃冲压发动机一维模型实时性优化工作。运用简化计算流程、改进C语言程序、开拓缓存区等方法有效提高了一维模型计算速度。创新性地尝试了计算流体力学并行化方法，对隔离段和燃烧室一维模型进行结构分解。计算网格平衡分配至多个中央处理器，并借助核间数据通讯实现多核并行计算。与串行模型计算结果对比，七核并行计算模型性能参数偏差不超过0.1%，全工况仿真时间小于30ms，计算耗时较优化前缩短了75%以上。实时性优化后的多核并行模型计算精度高、速度快、收敛性好，可以作为超燃冲压发动机控制系统设计和半实物仿真验证平台。

• 单位
  中国航天科工飞航技术研究院; 北京动力机械研究所