可调进气道动密封流动传热特性研究
发布时间：2021-02-09 20:11
吸气式组合发动机是宽域工作高超声速飞行器的理想动力装置,其中可调进气道研发是吸气式组合发动机的主要关键技术之一。以往针对可调进气道的流道设计与调节规律优化已开展了大量研究,但针对可调进气道动态密封结构设计与工程应用的研究则相对较少,可调结构带来的质量、控制、热防护等问题是制约其工程应用的瓶颈。调节过程中既要保证调节顺畅,又要满足驱动装置工作温度的限制条件。兼顾上述需求,可行的方法是合理设计装配结构缝隙并配置高温动密封方案。因此,研究可调进气道结构的流场特征是必要的,特别是针对高温动密封关键区域,需要开展狭缝流动和泄漏特性、可调腔体与驱动机构的热分析,以支撑可调进气道的结构设计研究。本研究基于某可调进气道及其动密封方案模型,开展高超声速条件下可调进气道的流动特性分析,重点探索高温动密封结构对应的狭缝区域的流场特性和整体结构的流动传热特性。本文将达西定律应用于高速流场环境中多孔介质泄漏特性的计算,提出一种前处理软件、CFD软件和达西定律相结合的解耦计算方法。采用Fortran语言和脚本文件,实现从建模到迭代收敛整个仿真过程的全自动化运行,具有很高的工程应用价值。该方法被用于超声速进气道缝隙...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 超燃冲压发动机
1.2 高超声速进气道
1.2.1 二维进气道
1.2.2 高超声速轴对称进气道
1.2.3 高超声速三维侧压式进气道
1.2.4 非常规型面进气道
1.3 组合发动机
1.4 缝隙流动及其密封
1.5 研究现状分析及关键问题
1.6 论文主要内容和章节安排
2 数值仿真方法
2.1 密度基求解器
2.2 多孔介质模型
2.3 动网格技术
2.3.1 基于弹簧的光顺方法
2.3.2 基于扩散的光顺方法
2.3.3 基于线弹性体的光顺方法
2.3.4 动态分层技术
3 高速环境中达西定律的应用
3.1 计算方法
3.2 案例验证
3.2.1 计算方法验证
3.2.2 缝隙腔体结构流动换热研究
3.3 本章小结
4 轴对称进气道的流动研究
4.1 轴对称进气道计算模型
4.2 变几何过程中的流场分析
4.3 本章小结
5 可调进气道动密封流动传热研究
5.1 计算模型和边界条件
5.2 三维可调进气道瞬态仿真结果分析
5.2.1 三维可调进气道流动传热分析
5.2.2 多孔介质密封效果研究
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于激波形状控制的高超声速轴对称进气道设计[J]. 程林. 应用能源技术. 2018(09)
[2]超燃冲压及TBCC组合循环发动机尾喷管设计方法研究进展[J]. 徐惊雷. 推进技术. 2018(10)
[3]一体化乘波进气道改进设计和流动特征分析[J]. 曲俐鹏,曾学军,余安远,杨大伟. 航空动力学报. 2018(04)
[4]并联式TBCC发动机排气系统气动特性研究[J]. 张丁午,王强,胡海洋. 科学技术与工程. 2017(08)
[5]超声速飞行器后缘舵缝隙影响研究[J]. 王明昆,马林静,张元静,周丹杰. 战术导弹技术. 2017(02)
[6]Ma4一级内并联式TBCC发动机模态转换性能分析[J]. 张明阳,王占学,刘增文,张晓博. 推进技术. 2017(02)
[7]压力分布可控的高超声速进气道/前体一体化乘波设计[J]. 李怡庆,韩伟强,尤延铖,潘成剑. 航空学报. 2016(09)
[8]高超声速热化学非平衡钝体绕流数值模拟[J]. 杨恺,原志超,朱强华,高效伟. 推进技术. 2014(12)
[9]吸气式高超声速飞行器机体推进一体化技术研究进展[J]. 吴颖川,贺元元,贺伟,乐嘉陵. 航空学报. 2015(01)
[10]高超声速飞行器前缘缝隙流动数值模拟研究[J]. 张昊元,宗文刚,桂业伟. 宇航学报. 2014(08)
博士论文
[1]基于几何一体化方法的高超声速飞行器气动布局设计与数值模拟研究[D]. 付磊.浙江大学 2017
[2]升力体航天器离轨再入轨迹设计与制导方法研究[D]. 邹毅.国防科学技术大学 2014
[3]高超声速进气道动/稳态攻角特性研究[D]. 刘凯礼.南京航空航天大学 2012
硕士论文
[1]一种可调进气道气动特性评估及改进设计[D]. 尹涛.南京航空航天大学 2019
[2]一种面向高超声速飞行器的多场耦合技术及其实现[D]. 蔡志俊.浙江大学 2018
[3]多孔材料渗透率理论及实验研究[D]. 金子才.天津大学 2014
[4]基于马赫数分布规律的高超矩形转圆内转式进气道设计研究[D]. 朱伟.南京航空航天大学 2012
[5]高超声速二维进气道性能研究[D]. 杨钧.国防科学技术大学 2011
[6]高超声速进气道的性能计算与分析[D]. 贾地.国防科学技术大学 2005
本文编号：3026168
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 超燃冲压发动机
1.2 高超声速进气道
1.2.1 二维进气道
1.2.2 高超声速轴对称进气道
1.2.3 高超声速三维侧压式进气道
1.2.4 非常规型面进气道
1.3 组合发动机
1.4 缝隙流动及其密封
1.5 研究现状分析及关键问题
1.6 论文主要内容和章节安排
2 数值仿真方法
2.1 密度基求解器
2.2 多孔介质模型
2.3 动网格技术
2.3.1 基于弹簧的光顺方法
2.3.2 基于扩散的光顺方法
2.3.3 基于线弹性体的光顺方法
2.3.4 动态分层技术
3 高速环境中达西定律的应用
3.1 计算方法
3.2 案例验证
3.2.1 计算方法验证
3.2.2 缝隙腔体结构流动换热研究
3.3 本章小结
4 轴对称进气道的流动研究
4.1 轴对称进气道计算模型
4.2 变几何过程中的流场分析
4.3 本章小结
5 可调进气道动密封流动传热研究
5.1 计算模型和边界条件
5.2 三维可调进气道瞬态仿真结果分析
5.2.1 三维可调进气道流动传热分析
5.2.2 多孔介质密封效果研究
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于激波形状控制的高超声速轴对称进气道设计[J]. 程林. 应用能源技术. 2018(09)
[2]超燃冲压及TBCC组合循环发动机尾喷管设计方法研究进展[J]. 徐惊雷. 推进技术. 2018(10)
[3]一体化乘波进气道改进设计和流动特征分析[J]. 曲俐鹏,曾学军,余安远,杨大伟. 航空动力学报. 2018(04)
[4]并联式TBCC发动机排气系统气动特性研究[J]. 张丁午,王强,胡海洋. 科学技术与工程. 2017(08)
[5]超声速飞行器后缘舵缝隙影响研究[J]. 王明昆,马林静,张元静,周丹杰. 战术导弹技术. 2017(02)
[6]Ma4一级内并联式TBCC发动机模态转换性能分析[J]. 张明阳,王占学,刘增文,张晓博. 推进技术. 2017(02)
[7]压力分布可控的高超声速进气道/前体一体化乘波设计[J]. 李怡庆,韩伟强,尤延铖,潘成剑. 航空学报. 2016(09)
[8]高超声速热化学非平衡钝体绕流数值模拟[J]. 杨恺,原志超,朱强华,高效伟. 推进技术. 2014(12)
[9]吸气式高超声速飞行器机体推进一体化技术研究进展[J]. 吴颖川,贺元元,贺伟,乐嘉陵. 航空学报. 2015(01)
[10]高超声速飞行器前缘缝隙流动数值模拟研究[J]. 张昊元,宗文刚,桂业伟. 宇航学报. 2014(08)
博士论文
[1]基于几何一体化方法的高超声速飞行器气动布局设计与数值模拟研究[D]. 付磊.浙江大学 2017
[2]升力体航天器离轨再入轨迹设计与制导方法研究[D]. 邹毅.国防科学技术大学 2014
[3]高超声速进气道动/稳态攻角特性研究[D]. 刘凯礼.南京航空航天大学 2012
硕士论文
[1]一种可调进气道气动特性评估及改进设计[D]. 尹涛.南京航空航天大学 2019
[2]一种面向高超声速飞行器的多场耦合技术及其实现[D]. 蔡志俊.浙江大学 2018
[3]多孔材料渗透率理论及实验研究[D]. 金子才.天津大学 2014
[4]基于马赫数分布规律的高超矩形转圆内转式进气道设计研究[D]. 朱伟.南京航空航天大学 2012
[5]高超声速二维进气道性能研究[D]. 杨钧.国防科学技术大学 2011
[6]高超声速进气道的性能计算与分析[D]. 贾地.国防科学技术大学 2005
本文编号：3026168
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