基于馬赫數(shù)分布規(guī)律的高超矩形轉(zhuǎn)圓內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道設(shè)計(jì)研究.pdf

1、新型內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道設(shè)計(jì)時(shí)首先要選取性能優(yōu)良的基準(zhǔn)流場(chǎng)，然后基于該基準(zhǔn)流場(chǎng)，采用流線追蹤技術(shù)，截面漸變技術(shù)，再經(jīng)過邊界層修正得到最終的進(jìn)氣道型面。可見基準(zhǔn)流場(chǎng)是設(shè)計(jì)該類進(jìn)氣道的關(guān)鍵。因此本文首先從基準(zhǔn)流場(chǎng)的設(shè)計(jì)入手進(jìn)行研究。
　　本文采用有旋特征線理論，研究了一種壓縮面馬赫數(shù)下降規(guī)律可控的新型軸對(duì)稱基準(zhǔn)流場(chǎng)設(shè)計(jì)方法，分析了幾種典型的馬赫數(shù)分布規(guī)律，獲得了其基本設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)基準(zhǔn)流場(chǎng)總體性能的影響規(guī)律，并分析了粘性對(duì)基準(zhǔn)流場(chǎng)流動(dòng)特征及性能的

2、影響。
　　基于馬赫數(shù)分布規(guī)律可控的軸對(duì)稱基準(zhǔn)流場(chǎng)設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了矩形轉(zhuǎn)圓內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道，并通過數(shù)值模擬探索了不同馬赫數(shù)分布規(guī)律下的進(jìn)氣道性能，發(fā)現(xiàn)基于分段連續(xù)馬赫數(shù)分布規(guī)律設(shè)計(jì)的進(jìn)氣道前緣激波較弱，內(nèi)收縮比較小，在設(shè)計(jì)點(diǎn)和非設(shè)計(jì)點(diǎn)進(jìn)氣道均具有較高的壓縮效率、流量捕獲能力以及攻角特性，但是其起動(dòng)性能有待進(jìn)一步改善。
　　為減弱進(jìn)氣道內(nèi)壓段較強(qiáng)的激波與邊界層相互作用，通過改變中心體形狀，分別設(shè)計(jì)了根據(jù)反射激波波后總壓恢復(fù)反設(shè)計(jì)的

3、變中心體基準(zhǔn)流場(chǎng)BF-1，以及將反射激波彌散為弱的壓縮波的變中心體基準(zhǔn)流場(chǎng)BF-2，壓縮效率明顯提高。對(duì)采用該基準(zhǔn)流場(chǎng)的矩形轉(zhuǎn)圓形內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究表明，進(jìn)氣道內(nèi)壓段唇口激波與邊界層相互作用減弱，流場(chǎng)結(jié)構(gòu)較好，壓縮效率提高，但同時(shí)進(jìn)氣道阻力增加。其中 BF-1進(jìn)氣道具有更均勻的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，更好的起動(dòng)性能以及較優(yōu)的升阻力特性。BF-2流場(chǎng)設(shè)計(jì)的進(jìn)氣道性能較優(yōu)，由于唇口幾何形狀上凸的影響，非設(shè)計(jì)點(diǎn)下流場(chǎng)結(jié)構(gòu)欠佳，起動(dòng)性能較差，在