本文關(guān)鍵詞：基于內(nèi)收縮基準(zhǔn)流場(chǎng)的乘波進(jìn)氣道設(shè)計(jì)方法研究

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【摘要】：乘波進(jìn)氣道是一類具有乘波前體/進(jìn)氣道一體化設(shè)計(jì)特點(diǎn)且綜合性能優(yōu)越的高超聲速進(jìn)氣道,由于基于內(nèi)收縮流場(chǎng)的乘波進(jìn)氣道其激波與外壓縮面間的流場(chǎng)是收縮的,因此壓縮性能較基于外錐流場(chǎng)的乘波進(jìn)氣道高,該類乘波進(jìn)氣道擁有較好的應(yīng)用前景。乘波進(jìn)氣道的性能與內(nèi)收縮基準(zhǔn)流場(chǎng)以及密切軸對(duì)稱過(guò)程中的控制型線密切相關(guān)。本文開(kāi)展了乘波進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)方法研究并通過(guò)數(shù)值模擬分析了不同壁面馬赫數(shù)分布規(guī)律的內(nèi)收縮基準(zhǔn)流場(chǎng)和密切軸對(duì)稱過(guò)程中的控制型線對(duì)乘波進(jìn)氣道性能的影響。本文的內(nèi)收縮基準(zhǔn)流場(chǎng)采用給定壁面馬赫數(shù)分布的特征線方法設(shè)計(jì),通過(guò)保證內(nèi)收縮基準(zhǔn)流場(chǎng)的前緣激波位置一致,變化基準(zhǔn)流場(chǎng)后部的馬赫數(shù)變化梯度來(lái)分析基準(zhǔn)流場(chǎng)對(duì)乘波進(jìn)氣道性能的影響;前緣捕獲型線(Flow Capture Tube,FCT)是密切軸對(duì)稱過(guò)程中的關(guān)鍵控制型線,它直接控制乘波進(jìn)氣道的前緣捕獲形狀,FCT型線采用指數(shù)率函數(shù)控制,在相同基準(zhǔn)流場(chǎng)和壓縮面截?cái)嚅L(zhǎng)度的情況下,增加FCT型線的側(cè)向下傾來(lái)分析FCT型線變化對(duì)乘波進(jìn)氣道性能的影響。研究結(jié)果表明降低基準(zhǔn)流場(chǎng)后部的馬赫數(shù)變化梯度可以降低乘波進(jìn)氣道的總收縮比和內(nèi)收縮比,乘波進(jìn)氣道的壓升比和阻力會(huì)隨之下降,起動(dòng)能力有所提高,總壓恢復(fù)基本不變;增加FCT型線的側(cè)向下傾使得乘波進(jìn)氣道的側(cè)向溢流增大,會(huì)降低乘波進(jìn)氣道的流量捕獲系數(shù),從而導(dǎo)致壓升比下降,喉道馬赫數(shù)增加,乘波進(jìn)氣道的起動(dòng)能力獲得提升。
【關(guān)鍵詞】：乘波進(jìn)氣道 內(nèi)收縮基準(zhǔn)流場(chǎng) 特征線 密切軸對(duì)稱
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V211.48
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 引言12-26
• §1.1 研究背景12-13
• §1.2 國(guó)內(nèi)外高超聲速進(jìn)氣道研究現(xiàn)狀13-21
• §1.3 乘波進(jìn)氣道研究現(xiàn)狀21-24
• §1.4 本文工作24-26
• 第二章 內(nèi)收縮基準(zhǔn)流場(chǎng)設(shè)計(jì)26-42
• §2.1 特征線方法26-28
• §2.2 雙激波基準(zhǔn)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)28-35
• §2.2.1 內(nèi)點(diǎn)求解過(guò)程31-32
• §2.2.2 壁面點(diǎn)求解過(guò)程32-33
• §2.2.3 外部/內(nèi)部激波點(diǎn)求解過(guò)程33-34
• §2.2.4 激波-特征線求解過(guò)程34-35
• §2.3 壁面參數(shù)分布可控的內(nèi)收縮基準(zhǔn)流場(chǎng)35-38
• §2.3.1 馬赫數(shù)減速規(guī)律可控基準(zhǔn)流場(chǎng)36-37
• §2.3.2 壓升規(guī)律可控基準(zhǔn)流場(chǎng)37-38
• §2.4 基準(zhǔn)流場(chǎng)設(shè)計(jì)方法校驗(yàn)和數(shù)值評(píng)估38-40
• §2.5 本章小結(jié)40-42
• 第三章 基于密切軸對(duì)稱方法的乘波進(jìn)氣道設(shè)計(jì)42-54
• §3.1 乘波進(jìn)氣道設(shè)計(jì)方法42-43
• §3.1.1 密切軸對(duì)稱方法42
• §3.1.2 流線追蹤方法42-43
• §3.2 乘波進(jìn)氣道構(gòu)型43-45
• §3.2.1 初始基準(zhǔn)流場(chǎng)方案43-44
• §3.2.2 控制型線選取44-45
• §3.2.3 乘波進(jìn)氣道造型方案45
• §3.3 設(shè)計(jì)方法驗(yàn)證與性能分析45-50
• §3.3.1 設(shè)計(jì)方法驗(yàn)證46-47
• §3.3.2 粘性對(duì)該進(jìn)氣道的影響47-48
• §3.3.3 前緣鈍化對(duì)該進(jìn)氣道的影響48-50
• §3.4 乘波進(jìn)氣道非設(shè)計(jì)狀態(tài)的性能分析50-53
• §3.5 本章小結(jié)53-54
• 第四章 乘波進(jìn)氣道性能優(yōu)化研究54-72
• §4.1 基準(zhǔn)流場(chǎng)對(duì)乘波進(jìn)氣道性能的影響54-62
• §4.1.1 基準(zhǔn)流場(chǎng)方案54-56
• §4.1.2 激波控制型線方案56
• §4.1.3 乘波進(jìn)氣道造型方案56-57
• §4.1.4 基準(zhǔn)流場(chǎng)對(duì)乘波進(jìn)氣道性能的影響57-62
• §4.2 激波控制型線對(duì)乘波進(jìn)氣道性能的影響62-70
• §4.2.1 FCT型線方案62-63
• §4.2.2 乘波進(jìn)氣道造型方案63-64
• §4.2.3 FCT型線對(duì)乘波進(jìn)氣道性能的影響64-70
• §4.3 本章小結(jié)70-72
• 第五章 結(jié)束語(yǔ)72-74
• 致謝74-76
• 個(gè)人簡(jiǎn)介76-78
• 參考文獻(xiàn)78-81

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本文編號(hào)：668527