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对于航空发动机研制与发展，想减少许多发展和验证发动机所要求的昂贵试验，大规模、细致的仿真具有极大的价值。在研制过程初期，通过仿真对设计进行评估可以节省时间，降低成本。 ’())包括三个主要方面：工程模型，它能够在不同层次上对大型子系统和系统进行多学科分析；仿真环境，它能够实现最大的设计能力；高性能的计算平台，使仿真可以在该平台上全天运行。
二、仿真与发动机试验的关系
仿真是通过计算机环境下的虚拟现实来模拟发动机的工作特性。即用数字模型、计算机图像和可视化技术在仿真环境模拟发动机实际飞行状态下的主要特性参数的变化，可靠性及部件的相互匹配。建模是仿真的第一步，所建立的计算机环境下的发动机虚拟模型必须能够反映发动机及其部件的主要特性、结构特征及其相互联系。因此，要对仿真进行严格的校核、验证和确认（ **+，即 *,-./.012.34，*15.612.34 146 +00-,6.212.34），以确保建模和仿真的准确性。另外，还必须通过对仿真系统进行充分的测试和评估（ 78，即 7,&21468915:;
12.34），来支持所建立的仿真系统的确认。
**+和 78都离不开以试验为基础的数据库的支持。通常是在存量资源的基础上进行建模、仿真和初步验证。例如，美国 ’())项目中建立了一个风扇的 <级（三维稳态）仿真系统（气动、结构及声学综合仿真），其目的是为整个推进装置的 级（一维瞬态）仿真提供风扇工作特性。该发动机仿真系统的 **+就是利用 8=发动机的试验结果完成的。 ’+)+进行的多级压气机流动仿真研究，是以 8=研究计划的一台 "级压气机的数值计算和试验研究为基础的，并通过试验进行详细的流动测试，包括各级叶片排间的流动细节的测试，积累压气机流动物理机理的知识库和试验数据库。
传统的发动机研制过程是多次修改设计，每次都要重新制造样件和样机，组装并进行试验，以检验是否达到预定的性能水平。这既耗费时间，又耗费大量物资和财力，还常常影响对产品性能的确定和进一步优化。在科学技术得到充分发展的今天，已经积累了许多知识、试验数据库，如不加以合理利用则是一种极大的浪费。仿真就是通过充分利用科学理论、计算机技术及试验数据库，用计算机虚拟技术进行设计和分析，论证工程设计的有效性，以达到快速、优质、低成本和最佳服务的目的。但是，并不是有了仿真系统就可以完全取代试验研究。可以说，仿真系统是试验研究积累的知识和数据库的最好应用，没有先期的充分试验研究及所积累的数据库为基础，仿真犹如空中楼阁。但在现代信息高度发展的社会仍然采用传统的发动机设计制造技术，依赖于大量试验来进行发动机设计已落后于时代的发展，在技术上将失去竞争力。
试验在未来发动机及其部件研制中会有所减少，试验的校核、验证和确认作用会更加强化。建立完整、综合及实用的仿真系统是发动机快速发展的主要途径，预测设计、方案设 •">•
计和工程设计均将依赖于仿真技术、优化技术，以减少试验量、缩短研制周期和降低费用。
三、涡扇发动机实时数值仿真
下面论述涡扇发动机在过渡态和稳态工作下循环参数的实时仿真。在给定发动机特性的情况下，该模型程序可以在整个飞行范围内从慢车至全加力进行计算。
现代航空发动机，动态性能的预测越来越重要。发动机对推力响应条件要求也更加精确，对控制系统的要求也更高。因此，预测发动机动态性能就更为重要。发动机过渡状态已成为发动机工作的主要状态，客观上过渡状态反映了发动机的可操纵水平高低。
该模拟程序采用 "%&语言，可以在 ’(一 )*+计算机的 ,"-或 ./01234环境下运行。该程序是按照发动机部件形式设计，其输入输出是以数据文件的形式提供的。该模型保留了部件（如风扇、压气机、涡轮、混合器、加力燃烧室和尾喷口等）主要的非线性特性，并实现了实时仿真计算。
56发动机模型
图 * 78 75+示出进行仿真的一种低涵道比、双轴加力涡扇发动机简图。
程序采用 "%&88语言编写，以单元结构形式建立，因此软件相应部分对应着相应的发动机部件。有关部件特性如下：
;<（ 0=>2?，@=>2?，" 5）
;<（0=>2?，@=>2?，" 5）
（@=>2?）A’ ;<（0=>2?，2?，" 5）（喘振边界）
式中，0=>2? ———相对换算风扇转速；
@=>2? —
—换算风扇流量；
" 5 ———风扇导向叶片角度；
—
—风扇总压比；
—
—风扇效率。
其他部件也有其相应的特性描述，发动机模型由这些特性和发动机计算关系组合在一起，计算关系由转子动量方程、连续性方程、能量方程和状态方程构成，计算参数相互耦连在一起。
B6求解的特点
把描述燃气和空气容腔过程的方程先转换为集中参数的常微分方程，即是把燃气容腔出口截面上一个点的参数 、’、@求平均，用它们的值来取代沿 C长度分配的值。由此可避免对偏微分方程的求解，而用预先转换的一个变量 D和 1 E山的常微分方程求解。以主燃烧室为例，经预先转换的描述主燃烧室容腔的微分方程如下：
1 E1D ;（•）（EFG,）•［HI（JK • LJ/ 7JME ）L
HI/（JM 7 JM E ）7 HI（ 75）E •JM］
1G E1D ;（）EF•（HI/ LHI 7HI）LG E•1 E 1D
式中，—
—气体常数
———燃烧室出口总温；
•5B+5•
图 * 79 75+:加力涡扇发动机简图
———燃烧室出口总压；
"—
—燃烧室容积；
% ———燃油流量；
&’ ———燃油热值；
—
—燃烧效率；
&( ———燃烧室进口；
&) ———燃烧室出口焓；
* ———燃烧室出口燃气流量；
+( —
—燃烧室进口空气流量；
"—绝热指数；
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