Turbofan Engine Simulation

航空发动机仿真模型，基于布雷顿热力学循环的涡扇发动机性能计算。

项目简介

这是一个用于模拟高涵道比涡扇发动机性能的 Python 项目，采用布雷顿循环热力学模型，支持在不同的飞行条件下计算发动机推力、燃油消耗和效率等关键参数。

功能特性

• 大气模型: ISA (International Standard Atmosphere) 标准大气计算
• 部件模型: 压气机、燃烧室、涡轮、喷管的专业级建模
• 发动机模型: 完整的涡扇发动机性能仿真
• 图形界面: PyQt5 可视化界面，便于参数调整和结果展示

模块结构

文件	描述
atmosphere.py	ISA 大气模型（温度、压力、密度、音速）
components.py	发动机部件：压气机、燃烧室、涡轮、喷管
turbofan.py	涡扇发动机主模型（布雷顿循环）
performance.py	性能计算工具函数
validation.py	已知发动机数据验证
gui.py	PyQt5 图形用户界面

快速开始

环境要求

• Python 3.8+
• PyQt5

安装依赖

pip install PyQt5 numpy

运行图形界面

python gui.py

核心模型说明

大气模型 (atmosphere.py)

支持 0-20000m 高度的标准大气计算，包括：

• 温度、压力、密度
• 音速计算
• 总温总压换算

部件模型 (components.py)

• Compressor: 轴流压气机（等熵效率 ~88%）
• Combustor: 燃烧室（燃烧效率 ~98.5%）
• Turbine: 燃气涡轮（等熵效率 ~90%）
• Nozzle: 收敛喷管（可模拟声速/亚声速排气）

涡扇发动机模型 (turbofan.py)

输入参数：

• 风扇直径 (m)
• 涵道比 (BPR)
• 总体压比 (OPR)
• 涡轮入口温度 (K)

输出参数：

• 推力 (N/lbf)
• 燃油流量 (kg/h)
• Specific Fuel Consumption
• 热效率/推进效率/总效率
• 排气速度、质量流量等

应用场景

• 航空发动机性能初步分析
• 不同飞行条件下的推力估算
• 发动机设计与优化研究
• 教学与学术研究

已知限制

• 效率计算公式存在一定误差
• 为简化模型，未完全验证
• GUI 缺少图表显示功能
• 缺少飞行条件（高度、马赫数）的输入控件

License

MIT