亞音速進(jìn)氣道的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、進(jìn)氣道的作用主要是對(duì)飛行器飛行過(guò)程中迎面高速來(lái)流進(jìn)行減速增壓并整流，為發(fā)動(dòng)機(jī)提供充足的均勻高壓流體。隨著現(xiàn)代飛行器的速度和機(jī)動(dòng)性的不斷提高，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求越來(lái)越高，而進(jìn)氣道對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能影響顯著，因此進(jìn)氣道性能的好壞成為影響飛行器飛行性能的關(guān)鍵因素之一。本文研究的進(jìn)氣道，具有位于幾何中心線下方的“C”型入口，經(jīng)過(guò)“S”彎后進(jìn)氣道的圓形出口中心位于幾何中心位置。設(shè)計(jì)過(guò)程中，先對(duì)進(jìn)氣道進(jìn)行參數(shù)化處理，將進(jìn)氣道的幾何形狀表述為有限的控制參數(shù)

2、，通過(guò)控制參數(shù)的調(diào)整，精心選擇進(jìn)氣道的幾何中心線、截面面積沿流動(dòng)方向的變化規(guī)律、由“C”型向“O”型的截面漸變規(guī)律等，最終設(shè)計(jì)出了滿足幾何和氣動(dòng)參數(shù)要求的進(jìn)氣道形狀。設(shè)計(jì)計(jì)算中，采用 CFX進(jìn)行流場(chǎng)模擬，采用 Isight調(diào)節(jié)進(jìn)氣道成型的控制參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋優(yōu)，對(duì)不同方案的流場(chǎng)進(jìn)行了詳細(xì)分析。
　　“S”彎的設(shè)計(jì)是影響進(jìn)氣道出口流動(dòng)的關(guān)鍵因素。計(jì)算表明，“S”彎折轉(zhuǎn)比較劇烈使得流場(chǎng)附面層增厚，同時(shí)也帶來(lái)了較大的能量損失；但是當(dāng)折轉(zhuǎn)過(guò)

3、于平緩時(shí)，擴(kuò)張型面比較大的方案（出口半徑較大）使得勢(shì)流核心區(qū)位置偏離中心位置，擴(kuò)張壁面附近的流體速度得不到補(bǔ)充，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的流動(dòng)分離；因此“S”彎的折轉(zhuǎn)程度適當(dāng)時(shí)，才能改善流場(chǎng)的均勻性；削弱附面層，畸變度減?。坏玫奖容^均衡的出口流場(chǎng)。
　　對(duì)比參考進(jìn)氣道和優(yōu)化后的進(jìn)氣道，可以看出優(yōu)化后的進(jìn)氣道比原來(lái)的進(jìn)氣道氣動(dòng)性能得到了改善：在相同的邊界條件下，總壓恢復(fù)系數(shù)系數(shù)明顯提高；對(duì)于小出口尺寸的兩個(gè)方案，優(yōu)化之后的進(jìn)氣道附面層明顯變薄，總