非常規(guī)隔離段流場(chǎng)特征與氣動(dòng)性能的數(shù)值研究.pdf

1、隔離段是高超聲速推進(jìn)系統(tǒng)關(guān)鍵的氣動(dòng)部件之一，其性能影響著推進(jìn)系統(tǒng)的穩(wěn)定工作裕度。隔離段截面形狀、隔離段長(zhǎng)度與當(dāng)量直徑比是影響隔離段性能的兩個(gè)主要因素，本文在長(zhǎng)度與當(dāng)量直徑比相同的前提下，對(duì)三種不同截面類型的隔離段（橢圓形隔離段、方轉(zhuǎn)橢圓隔離段和矩形隔離段）進(jìn)行了三維數(shù)值仿真。分析了不同截面形狀下隔離段的流場(chǎng)特征，總結(jié)了截面形狀變化對(duì)隔離段性能影響的規(guī)律，給出了不同來流條件下隔離段出口參數(shù)的變化趨勢(shì)，可以為今后非常規(guī)隔離段的設(shè)計(jì)提供參考。

2、 首先分析了隔離段截面形狀對(duì)其內(nèi)部流場(chǎng)特征的影響。研究發(fā)現(xiàn)，不同截面形狀的隔離段，其流場(chǎng)特征和激波串結(jié)構(gòu)不同，進(jìn)而影響其抗反壓能力。結(jié)果表明，在均勻來流條件下，當(dāng)來流馬赫數(shù)小于2 時(shí)，流場(chǎng)和激波串結(jié)構(gòu)基本對(duì)稱；當(dāng)來流馬赫數(shù)大于2時(shí)，流場(chǎng)和激波串結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不對(duì)稱，此時(shí)激波串不再關(guān)于隔離段幾何中線對(duì)稱，隨著來流馬赫數(shù)增大，這種不對(duì)稱現(xiàn)象加劇。 其次研究了隔離段截面形狀對(duì)其氣動(dòng)性能的影響。對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，橢圓形隔離段抗反壓能力較強(qiáng)

3、，方轉(zhuǎn)橢圓隔離段次之，矩形隔離段最弱。其中橢圓形隔離段的抗反壓能力隨著長(zhǎng)短半軸比減小逐漸增強(qiáng)，當(dāng)長(zhǎng)短半軸比為1 時(shí)（即圓形），隔離段的抗反壓能力最強(qiáng)；方轉(zhuǎn)橢圓隔離段的抗反壓能力受截面變化規(guī)律影響很大；矩形隔離段的抗反壓能力則隨著寬高比增大而減弱。同時(shí)結(jié)果表明，隔離段截面形狀對(duì)出口馬赫數(shù)和溫升比基本沒有影響，而對(duì)出口總壓恢復(fù)影響顯著。其中，圓形隔離段總壓恢復(fù)最大，方轉(zhuǎn)橢圓隔離段總壓恢復(fù)最小。 最后研究了來流條件對(duì)隔離段性能的影響。