高壓捕獲翼是一種可以在高超聲速條件下同時(shí)獲得高升阻比、高容積率和高升力系數(shù)的新型布局概念。為初步分析該類新型布局的寬速域氣動(dòng)特性,以一種圓錐-圓臺(tái)體組合高壓捕獲翼原理性構(gòu)型為計(jì)算模型,以典型跨聲速條件(馬赫數(shù)0.92、0°攻角)為計(jì)算工況,進(jìn)行了計(jì)算和分析。流場(chǎng)分析結(jié)果表明,在跨聲速流動(dòng)條件下,機(jī)體與高壓捕獲翼之間存在比較強(qiáng)烈的氣動(dòng)干擾,且干擾的強(qiáng)烈程度與高壓捕獲翼-機(jī)體間的垂向距離大小直接相關(guān)。與不帶捕獲翼的參考構(gòu)型相比,增加捕獲翼會(huì)導(dǎo)致機(jī)體尾部分離區(qū)范圍增大,并在機(jī)體與捕獲翼之間的開放通道內(nèi)形成類似于變截面收縮管的流動(dòng),致使沿流向方向出現(xiàn)了明顯的激波串,進(jìn)而導(dǎo)致捕獲翼下表面壁面壓力出現(xiàn)較為明顯的波動(dòng)。同時(shí),由于機(jī)體和捕獲翼間的垂直距離沿展向方向逐漸增加,導(dǎo)致該波動(dòng)在對(duì)稱面附近最為劇烈,然后隨展向位置逐漸增加,壓力波動(dòng)逐漸減弱。

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【部分圖文】：

圖1高壓捕獲翼設(shè)計(jì)原理

高壓捕獲翼在高速流動(dòng)條件下的設(shè)計(jì)原理如圖1所示[12]，圖中區(qū)域(1)為自由來流，高速來流經(jīng)過機(jī)體上表面壓縮，產(chǎn)生第一道斜激波S1，在激波S1后壓力增加，流動(dòng)方向與機(jī)體上表面平行，之后在捕獲翼的壓縮下形成第二道激波S2，使壓力獲得進(jìn)一步提升，隨來流繼續(xù)前進(jìn)，在機(jī)體尾部產(chǎn)生膨脹波，....

圖2構(gòu)型三維視圖和三視圖

為突出重點(diǎn)，本文依據(jù)上述設(shè)計(jì)原理采用了一種簡(jiǎn)化外形，使用一個(gè)圓錐-圓臺(tái)組合體作為概念機(jī)體，在其上方設(shè)置高壓捕獲翼，其外形為具有一定厚度的平板，前緣進(jìn)行鈍化。外形主要參數(shù)如下：以機(jī)體長(zhǎng)度為參考量，無量綱化的捕獲翼相對(duì)長(zhǎng)度為0.431；相對(duì)寬度為0.333；相對(duì)厚度為2.667×10....

圖3縱向?qū)ΨQ面的壓力分布云圖

為驗(yàn)證該構(gòu)型的效果，在設(shè)計(jì)條件下對(duì)其流場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算，條件如下：來流馬赫數(shù)為6.0，單位雷諾數(shù)為2.258×106/m，飛行攻角為0°。圖3給出了該構(gòu)型在設(shè)計(jì)條件下的物面和縱向?qū)ΨQ面壓力云圖。從圖中可以看到，機(jī)體壓縮產(chǎn)生的激波打在捕獲翼前緣附近，并且反射激波剛好掠過機(jī)體最高點(diǎn)，符合....

圖4ONERAM6機(jī)翼網(wǎng)格示意圖

本文數(shù)值模擬基于三維可壓縮流動(dòng)N-S方程，數(shù)值方法采用TVD(TotalVariationDiminishing）格式，時(shí)間推進(jìn)選用隱式格式，湍流模型為SST模型。首先以O(shè)NERAM6機(jī)翼標(biāo)模[17-18]對(duì)本文的CFD方法進(jìn)行驗(yàn)證。計(jì)算條件為來流馬赫數(shù)0.84，雷諾數(shù)為7....

本文編號(hào)：3912948