二元高超声速进气道加/减速迟滞现象研究
发布时间：2021-04-09 06:56
为了深入探究二元高超声速进气道在加/减速过程中的流场结构变化以及其迟滞回路现象,本文采用数值仿真方法对两种构型的高超声速进气道的加/减速过程开展研究;同时,为了拓展高超声速进气道的稳定起动工作速域,本文提出了一种在内收缩入口设置前伸隔板来降低自起动马赫数的方法,并通过一系列数值仿真工作验证了该方法的可行性。首先,本文设计了两种不同唇罩压缩角的二元高超声速进气道,并对其加/减速过程进行定常数值仿真,分析比较了两个进气道方案之间迟滞回路现象的差异性,并且探索了高超声进气道存在迟滞现象的原因。研究表明:不同构型的高超声速进气道之间迟滞回路现象存在显著差异,进气道的迟滞区间、加减速过程中性能参数的变化规律不尽相同。二元高超声速进气道不仅在不起动状态与起动状态的转化过程中存在迟滞现象,同时在“硬”不起动状态与“软”不起动状态相互转化的过程中也存在迟滞现象。然后,本文提出了一种通过引入前伸隔板以改善二元高超声速进气道自起动性能的方法,并通过数值仿真对比分析了两个进气道方案在加速自起动过程中流场结构变化的差异性。结果表明:原型方案与控制方案在自起动过程中的流态及自起动性能存在较大差异,控制方案较原型...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
加减速过程中a）进气道总压恢复迟滞环与b）流量迟滞环[13]
a） b）图 1.2 飞行马赫数变化引起的进气道流量系数迟滞环和压升比迟滞环[14]从上述学者对高超声速进气道加/减速过程中迟滞现象的研究中不难发现，提高高进气道加速自起动性能——即降低从不起动状态进入起动状态的最低马赫数（加速自赫数），对于拓宽整个飞行包线内的起动状态范围至关重要。因此，众多学者围绕高进气道的加速自起动过程、自起动性能预测、自起动性能改善措施等方面也开展了广究。下面将对这些研究工作一一介绍。.2.2 高超声速进气道加速自起动过程研究超声速/高超声速进气道在低马赫数下的不起动流场结构差异显著，起动机理也大，为了加深对高超声速加速自起动过程的理解，研究高超声速进气道不起动流场结构有重要意义。D. M. Van Wie 在文献[15]中给出了高超声速进气道不起动流场结构的示参见图 1.3）：高超声速进气道唇罩入口处边界层高度相对于唇罩入口高度的比例较大罩入口前存在大规模的分离区，分离区前缘诱导分离激波，通过分离激波下游的超声[16]
个飞行包线内的起动状态范围至关重要。因此，动过程、自起动性能预测、自起动性能改善措施等研究工作一一介绍。气道加速自起动过程研究进气道在低马赫数下的不起动流场结构差异显著声速加速自起动过程的理解，研究高超声速进气道. Van Wie 在文献[15]中给出了高超声速进气道不起声速进气道唇罩入口处边界层高度相对于唇罩入口模的分离区，分离区前缘诱导分离激波，通过分离技大学的王振国[16]则通过实验捕捉到到了进气道进气道不起动流场的纹影图（参见图 1.4）。谢文起动状态之间，存在一个临界状态，如图 1.5 所示速溢流消失。前人对高超声速进气道不起动流场结起动过程具有重要意义。
【参考文献】：
期刊论文
[1]内压缩段构型对高超声速进气道自起动性能的影响[J]. 葛严,谢文忠,靖建朋,林宇. 航空动力学报. 2017(05)
[2]抽吸对高超声速内收缩进气道涡流区及起动性能的影响[J]. 李永洲,张堃元,张留欢. 航空动力学报. 2016(07)
[3]一种改善高超声速进气道自起动能力的流场控制研究[J]. 王建勇,谢旅荣,赵昊,滕瑜琳. 航空学报. 2015(05)
[4]低于自起动马赫数时高超进气道的非定常流动特性[J]. 王卫星,郭荣伟. 航空动力学报. 2012(12)
[5]内收缩比可控的二元高超声速变几何进气道研究[J]. 袁化成,滕健,郭荣伟. 航空动力学报. 2012(11)
[6]高超声速二元变几何进气道气动方案设计与调节规律研究[J]. 金志光,张堃元,陈卫明,刘媛. 航空学报. 2013(04)
[7]高超声速进气道再起动特性及其影响因素数值模拟[J]. 游进,夏智勋,王登攀,方传波. 固体火箭技术. 2011(02)
[8]一种高超声速进气道起动/再起动的数值研究[J]. 李璞,郭荣伟. 航空动力学报. 2010(05)
[9]抽吸位置对高超声速进气道起动性能的影响[J]. 王卫星,袁化成,黄国平,梁德旺. 航空动力学报. 2009(04)
[10]超声速燃烧冲压发动机进气道起动性能研究[J]. 宋文艳,马晓锋,刘伟雄,贺伟. 中国空间科学技术. 2006(06)
博士论文
[1]高超声速进气道起动特性机理研究[D]. 李祝飞.中国科学技术大学 2013
[2]高超声速进气道启动问题研究[D]. 王翼.国防科学技术大学 2008
[3]高超声速进气道的设计、计算与实验研究[D]. 范晓樯.国防科学技术大学 2006
硕士论文
[1]二元高超声速进气道自起动特性的影响因素分析[D]. 陈卫明.南京航空航天大学 2013
本文编号：3127147
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
加减速过程中a）进气道总压恢复迟滞环与b）流量迟滞环[13]
a） b）图 1.2 飞行马赫数变化引起的进气道流量系数迟滞环和压升比迟滞环[14]从上述学者对高超声速进气道加/减速过程中迟滞现象的研究中不难发现，提高高进气道加速自起动性能——即降低从不起动状态进入起动状态的最低马赫数（加速自赫数），对于拓宽整个飞行包线内的起动状态范围至关重要。因此，众多学者围绕高进气道的加速自起动过程、自起动性能预测、自起动性能改善措施等方面也开展了广究。下面将对这些研究工作一一介绍。.2.2 高超声速进气道加速自起动过程研究超声速/高超声速进气道在低马赫数下的不起动流场结构差异显著，起动机理也大，为了加深对高超声速加速自起动过程的理解，研究高超声速进气道不起动流场结构有重要意义。D. M. Van Wie 在文献[15]中给出了高超声速进气道不起动流场结构的示参见图 1.3）：高超声速进气道唇罩入口处边界层高度相对于唇罩入口高度的比例较大罩入口前存在大规模的分离区，分离区前缘诱导分离激波，通过分离激波下游的超声[16]
个飞行包线内的起动状态范围至关重要。因此，动过程、自起动性能预测、自起动性能改善措施等研究工作一一介绍。气道加速自起动过程研究进气道在低马赫数下的不起动流场结构差异显著声速加速自起动过程的理解，研究高超声速进气道. Van Wie 在文献[15]中给出了高超声速进气道不起声速进气道唇罩入口处边界层高度相对于唇罩入口模的分离区，分离区前缘诱导分离激波，通过分离技大学的王振国[16]则通过实验捕捉到到了进气道进气道不起动流场的纹影图（参见图 1.4）。谢文起动状态之间，存在一个临界状态，如图 1.5 所示速溢流消失。前人对高超声速进气道不起动流场结起动过程具有重要意义。
【参考文献】：
期刊论文
[1]内压缩段构型对高超声速进气道自起动性能的影响[J]. 葛严,谢文忠,靖建朋,林宇. 航空动力学报. 2017(05)
[2]抽吸对高超声速内收缩进气道涡流区及起动性能的影响[J]. 李永洲,张堃元,张留欢. 航空动力学报. 2016(07)
[3]一种改善高超声速进气道自起动能力的流场控制研究[J]. 王建勇,谢旅荣,赵昊,滕瑜琳. 航空学报. 2015(05)
[4]低于自起动马赫数时高超进气道的非定常流动特性[J]. 王卫星,郭荣伟. 航空动力学报. 2012(12)
[5]内收缩比可控的二元高超声速变几何进气道研究[J]. 袁化成,滕健,郭荣伟. 航空动力学报. 2012(11)
[6]高超声速二元变几何进气道气动方案设计与调节规律研究[J]. 金志光,张堃元,陈卫明,刘媛. 航空学报. 2013(04)
[7]高超声速进气道再起动特性及其影响因素数值模拟[J]. 游进,夏智勋,王登攀,方传波. 固体火箭技术. 2011(02)
[8]一种高超声速进气道起动/再起动的数值研究[J]. 李璞,郭荣伟. 航空动力学报. 2010(05)
[9]抽吸位置对高超声速进气道起动性能的影响[J]. 王卫星,袁化成,黄国平,梁德旺. 航空动力学报. 2009(04)
[10]超声速燃烧冲压发动机进气道起动性能研究[J]. 宋文艳,马晓锋,刘伟雄,贺伟. 中国空间科学技术. 2006(06)
博士论文
[1]高超声速进气道起动特性机理研究[D]. 李祝飞.中国科学技术大学 2013
[2]高超声速进气道启动问题研究[D]. 王翼.国防科学技术大学 2008
[3]高超声速进气道的设计、计算与实验研究[D]. 范晓樯.国防科学技术大学 2006
硕士论文
[1]二元高超声速进气道自起动特性的影响因素分析[D]. 陈卫明.南京航空航天大学 2013
本文编号：3127147
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