現(xiàn)在也不是寒暑假期間，四人不可能心無旁騖的展開設計工作，通常只能白天收集資料，晚上去圖書館或者教室討論、計算、設計。
陳東風和楊輝的大涵道比發(fā)動機設計任務在經(jīng)過1天的知識積累后，兩人開始了第一次的討論。
“東風，發(fā)動機推力要達到1400N左右，原先的核心機能否勝任？你的外涵道可以占到總推力的多大比例？”楊輝的這個問題是基于Mini2000核心機設計的關鍵。
對于大涵道比渦扇發(fā)動機而言，外涵推力在總推力中起主要作用。外涵道推力計算的準確與否，對于該型發(fā)動機性能計算來講，有著重要的影響。而外涵道推力系數(shù)是否準確，直接影響著外涵道推力的計算。
“現(xiàn)在的民用航發(fā)外涵道推力占總推力的60%-75%，當然涵道比都是大于4的，而且這些發(fā)動機的壓氣比很大，遠大于我們現(xiàn)在核心機的5，一般都是大于20的，有九級軸流壓氣機。如果我們不改進核心機的話，燃油效率雖然會提高1倍左右但是不能滿足長時間的巡航的。美國10年前通用的大涵道比軍用航發(fā)TF39-GE-1A可以達到8，普惠的民用大涵道比航發(fā)JT9D-3為5.4。涵道比的制約很大程度上來自于風扇的重量。如果使用空心風扇的話是有機會達到6左右的?！?p> “那就是要增加壓氣機的級數(shù)了？離心壓氣機的效率可不高啊。”
“一般一級離心式壓氣機的效率在60%-70%之間，2級可以達到9左右，但是效率降低后，可能飛龍的速度會進一步下降，巡航速度可能達到200KM/h左右就已經(jīng)很好了。除此以外，由于核心機的也需要做一些微調(diào)，如燃燒室的體積等?！标悥|風把他粗略計算過的數(shù)據(jù)告訴楊輝。
“東風，飛龍的大涵道比渦扇發(fā)動機的動力大部分是來自于內(nèi)涵道高溫高度氣體使外涵道低溫低速氣體膨脹產(chǎn)生的，可以知道外涵道進氣量的大小是非常重要的，可見涵道大小的重要性，只有最合適的大小才能發(fā)揮出發(fā)動機的最佳性能。我們需要進行大量的計算得出最佳的涵道面積比，得出最佳的進氣口形狀，得出風扇葉片的形狀，而且這需要大量的試驗數(shù)據(jù)來驗證?！?p> “由于核心機的壓氣機有改變，所以基本上要全部重新來一遍了。還是我來負責核心機，你來負責風扇等其他子系統(tǒng)？”陳東風提議。
“那就這么定了，風扇的設計需要配合你的核心機基本參數(shù)如出口溫度、壓力和推力等，其他的子系統(tǒng)基本和以前差別不大，也是要核心機出來后再微調(diào)。所以我前期想先跟著你學***機的理論計算方法，幫你做一些計算工作?！?p> “那，最好不過了，就這么說定了?！标悥|風肯定了他的想法。
陳東風還是決定從建立對象的熱力學數(shù)學模型開始，再結合計算流體力學等對發(fā)動機進行優(yōu)化設計和性能評估。這樣不僅可以有效減少發(fā)動機的試驗費用，避免實際的試驗風險，還可以縮短研制周期，降低開發(fā)成本。同時，發(fā)動機數(shù)學模型的應用極為廣泛，它是控制、故障診斷、發(fā)動機性能分析、發(fā)動機控制系統(tǒng)設計的基礎。
陳東風的核心機的數(shù)學模型方法選擇的是部件級數(shù)學模型方法。部件級數(shù)學模型沿發(fā)動機氣路流程建立發(fā)動機各個部件的氣動熱力學模型，通過求解部件間平衡方程的形式，使得各部件匹配工作。
根據(jù)大涵道比發(fā)動機的特點，研究大涵道比渦扇發(fā)動機的一些關鍵建模技術，其中包括：風扇內(nèi)外涵道分開建模、內(nèi)外涵道分開排氣、增壓級部件導葉角建模、外涵通道的反推裝置建模等。
陳東風考慮到大涵道比發(fā)動機的內(nèi)部構造極其復雜，作為部件級數(shù)值仿真模型不可能反應發(fā)動機所有的部件特征。作為真實航空發(fā)動機而言，其內(nèi)部氣體流動是三維的，涉及復雜的工程熱物理與流體力學知識。不同于他設計Mini2000核心機的情況，由于Mini2000壓氣比小并且只有單級壓氣機，而已內(nèi)部的氣體動力學計算可以簡化為二維流動，并且忽略復雜的燃燒與傳熱模型，不考慮雷諾數(shù)對特性圖的影響。
所謂雷諾數(shù)（Reynolds number）一種可用來表征流體流動情況的無量綱數(shù)。Re=ρvd/μ，其中v、ρ、μ分別為流體的流速、密度與黏性系數(shù)，d為一特征長度。例如流體流過圓形管道，則d為管道的當量直徑。利用雷諾數(shù)可區(qū)分流體的流動是層流或湍流，也可用來確定物體在流體中流動所受到的阻力。
現(xiàn)在如果簡化內(nèi)部氣體流動模型，那么對于結構復雜的大涵道比發(fā)動機而言，會造成部件級數(shù)值仿真模型計算數(shù)據(jù)不準確。經(jīng)過再三的考慮，陳東風還是決定采用三元流理論來進行設計。
說到三元流動理論就不得不提吳仲華老先生了，1970年在先進壓氣機國際會議上，與會科學家就把吳仲華創(chuàng)立的“葉輪機械三元流動理論”更明確地定名為“吳氏通用理論”，理論中的基本方程則稱為“吳氏方程”。?
陳東風已經(jīng)開始研究三元流動理論了，只是現(xiàn)在還比較生疏，他思來想去，為了加快進度，還是邊設計邊深入學習三元流理論。
陳東風在和楊輝討論過后，覺得目前對三元流動理論的掌握還不足以讓他們開始進行理論建模。所以他們還是要先進行一段時間對三元流動理論的學習。
所謂三元流動，其含義是指在實際流動中，所有流動參數(shù)都是空間坐標系上三個方向變量的函數(shù)。其通用理論的中心思想是將葉輪機械內(nèi)部非常復雜、難以求解的三元（空間）流動，分解為相交的兩族相對流面上比較簡單的二元（流片）流動，只使用這兩族流面就可以很容易地得到三元流場的近似解，同時使用這兩族流面進行迭代計算，可以得到三元流動的完整解。
三元流動是透平機械氣動熱力學的專門問題。最初是航空上為了提高飛機性能，對壓縮機的設計不斷提出新的技術要求和性能指標，從而使壓縮機的第一級由亞音速過渡到超音速。流線的曲率和斜率對氣流參數(shù)的影響就特別突出，要設計樣的葉輪機械就必須突破“沿圓柱表面”流動的束縛，把流線的曲率和斜率考慮進去，同時還要考慮熵和功沿徑向的變化。因此，迫切需要建立新的流動模型，把二元流發(fā)展到三元流。按三元流動理論設計出既彎又扭的三元葉輪，才能適應氣流參數(shù)(如速度、壓力等)在葉道各個空間點的不同，并使其既能滿足大流量、高的級壓力比，又具有高的效率和較寬的變工況范圍。
好在陳東風他們的飛龍是不需要考慮超音速飛行的，這在讓他們可以不用考慮“沿圓柱表面”流動的束縛問題，這大大降低了他們的設計難度。