为了高效、低污染、合理的利用能源，当今的燃气轮机向着复杂化、大型化和多样化的方向发展，其建模与仿真也就变得更加复杂。传统的建模仿真方法在不断进步的计算机技术和仿真技术影响下，面对仿真任务在时间上、质量上的要求，存在着诸多可以改进和完善的地方。燃气轮机是国家动力机械行业皇冠上的明珠，其对应的仿真技术也应该具有与之相符的先进地位。研究和开发基于现代计算机仿真技术的燃气轮机建模仿真工具，达到世界先进水平并具有自主产权，对我国的燃气轮机发展具有重要的理论意义和实用价值。本文依托“十五”国家863计划燃气轮机重大专项“国产某重型燃气轮机研制”课题中的“关于国产某重型燃气轮机总体性能计算、优化分析及动态仿真”子课题，在对国内外燃气轮机建模与仿真研究进行广泛了解和分析的基础上，展开对开发燃气轮机建模仿真软件所需要的建模仿真一体化支持系统的研究。利用该系统开发出了模块化的国产某重型燃气轮机性能、动态特性和实时仿真软件，完成国产某重型燃气轮机稳态和动态特性仿真计算任务，为“十一五”期间我国燃气轮机自主研究和开发打下坚实的基础。本文描述燃气轮机建模仿真一体化支持系统主要包括燃气轮机系统仿真软件的开发过程SPGTS、燃气轮机仿真框架Vite和控制器在回路的燃气轮机仿真平台，完成的工作如下： (1)提出了一个适合燃气轮机系统仿真软件的开发过程SPGTS，介绍了该过程中强调仿真意图的需求模型、依据数学模型及其求解算法建立的领域模型、依赖于领域模型的边界模型、连接领域模型和边界模型的外观模型、作为设计必要组成部分的应用模型和架构模型等制品。以应用SPGTS的国产某重型燃气轮机仿真软件开发为例，说明了SPGTS贴合燃气轮机仿真软件开发规律，能够帮助开发者从功能需求出发，平滑过渡到分析、设计和实现等各个阶段，循序渐进的得到高质量的仿真软件。 (2)提出了一个使用通用平台实现的燃气轮机仿真框架：Vite。Vite可用于实现SPGTS中的领域模型。Vite基于方程建立燃气轮机模型，提取了构成仿真的模型、问题和数值求解器三个抽象，提高了模型的复用性，降低了Vite内部各组成部分的耦合性；使用模型间的关联和连接器组合模型从而搭建系统，使得构成燃气轮机系统的概念和方程可以被层次化的管理；用UML符号给出了Vite的设计，易于被当前面向对象的编程语言实现；给出了模型体系结构的形式化描述，规范了模型的静态结构；用MathML表示方程，用XML表示模型，提高了模型的共享性；设计了模型与求解器的接口，增加了数值解法的选择性。 (3)讨论了根据容积法对国产某重型燃气轮机的建模方法，建立了用方程描述的压气机、涡轮、燃烧室、控制器、轴和容积环节等典型设备的数学模型。 (4)描述了使用Vite，结合SPGTS对国产某重型燃气轮机性能和动态特性仿真软件的具体实现。开发者首先使用Vite通过建立方程建立模型，接着根据设计的交互场景实现用户界面，最后根据界面需要模型提供的服务实现外观接口。最终所得的软件是一个良好的仿真运行环境，用户在其中可以可视化的设置参数、运行仿真模型，以图表的方式察看燃气轮机系统的性能和动态特性的仿真结果。 (5)讨论了燃气轮机的实时模型。根据模型特点，开发了能实时求解该模型的Vite求解适配器和求解器。建立了通用的控制器在回路的燃气轮机仿真平台，在PC机上获得了高精度实时时钟，设计了可扩展的数据采集方式。基于该实时模型和平台，开发了国产某重型燃气轮机的实时仿真程序，进行了升降负荷和甩负荷仿真实验。通过整定PID控制器的参数获得了理想的燃气轮机运行动态响应，表明该模型、求解适配器、求解器和平台可以满足高精度燃气轮机控制器在回路的仿真需要，具有工程应用价值。