Ma0-2几何可调进气道特性分析及数学建模
发布时间：2021-04-28 09:38
进气道性能的优劣对推进系统的综合性能发挥着至关重要的作用,对于宽马赫数运行的战斗机,要求进气道在飞行包线内不同工作点都能够稳定高效的运行。在来流条件变化时,需要进气道实时调节以满足不同来流条件的性能需求。同时要实现战斗机在不同来流马赫数下稳定运行,需要有效的推进系统一体化控制,推进系统一体化控制要求控制系统能时刻感知进气道的出口性能参数,这就要求建立准确而具有实时性的进气道数学模型。为了解决进气道性能不足的问题,本文设计了一种综合斜板角度调节,辅助进气门调节以及辅助放气门调节的二元变几何进气道,通过上述调节手段,使得进气道性能得到明显提升。针对现有进气道数学模型大多通过物理规律建模,或者通过计算流体力学方程简化建模,亦或是基于CFD数值计算但范围较窄的建模,本文建立了一种运行在Ma0-2范围内的进气道模型,并基于不同任务点性能需求给出了进气道模型调节规律。本文首先给出了二元变几何进气道设计的一般方法,采用基本气动关系和CFD数值计算相结合的方法,设计了Ma2设计点的基准型面,通过斜板角度调节获得了非设计工况点的几何型面,并设计进气门和放气门使得进气道满足不同工况的流量需求。保证了进气道...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
注释表
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.1.1 课题的来源
1.1.2 课题研究目的及意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 变几何进气道研究现状
1.2.2 变几何进气道控制建模研究现状
1.3 研究现状分析
1.4 本文的主要研究内容及章节安排
1.4.1 本文主要研究内容
1.4.2 本文章节安排
第2章 Ma0-2几何可调进气道的设计
2.1 引言
2.2 二元进气道巡航点型面设计
2.2.1 二元进气道外压缩段的设计
2.2.2 二元进气道唇口内收缩段的设计
2.2.3 二元进气道扩压段设计以及CFD验证
2.3 二元进气道变几何设计
2.3.1 进气道飞行包线内需求分析
2.3.2 进气道几何可调实现方案
2.4 典型工况下变几何进气道性能验证
2.4.1 物理模型和计算方法
2.4.2 数值验证
2.4.3 变几何进气道流场仿真
2.5 本章小结
第3章 马赫数0-2可调进气道特性分析
3.1 引言
3.2 不同速域内进气道的性能需求分析
3.3 亚声速范围内进气道性能影响因素分析
3.3.1 外压缩斜角变化对进气道性能影响分析
3.3.2 来流马赫数变化对进气道性能的影响分析
3.3.3 辅助进气门对进气道性能的影响分析
3.3.4 攻角对进气道的性能影响分析
3.4 跨声速范围内进气道性能影响因素分析
3.4.1 外压缩斜角变化对进气道的性能影响分析
3.4.2 来流马赫数跨声速变化对进气道性能的影响分析
3.5 超声速范围内进气道性能影响因素分析
3.5.1 外压缩面斜角变化对进气道性能影响分析
3.5.2 辅助放气门对进气道性能影响规律研究
3.5.3 不同放气门开度反压比变化对进气道作用规律研究
3.6 本章小结
第4章 Ma0-2进气道性能参数建模
4.1 引言
4.2 面向控制的建模需求和面向设计的建模需求区别
4.3 亚跨声速进气道建模方法研究
4.3.1 模型建立采样点设计方法
4.3.2 基于响应面分析法的模型建立
4.3.3 基于径向基神经网络进气道模型建立
4.3.4 模型方法预测比较
4.4 进气道超声速段性能估算模型建立
4.4.1 外压缩激波形态确定
4.4.2 扩压段损失确定
4.4.3 CFD方法验证
4.4.4 模型完善
4.5 本章小结
第5章 Ma0-2进气道控制/调节规律分析
5.1 引言
5.2 进气道控制规律内涵及分析
5.3 Ma0-2进气道控制规律获取方法分析
5.3.1 不同飞行任务下的进气道性能需求分析
5.3.2 基于模型优化的进气道控制规律获取方法
5.4 不同飞行任务下的控制规律仿真评估
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]响应面法优化束红球菌对DBT的脱硫条件[J]. 徐杰,刘向荣,甄学乐,赵顺省,陈欣娟,罗景雯. 现代化工. 2020(06)
[2]基于乘波前体的2元TBCC变几何进气道一体化设计[J]. 俞宗汉,谢业平,黄国平,蒲永彬,李乾,王瑞琳. 航空发动机. 2019(06)
[3]结合局部次流循环的变几何轴对称进气道研究[J]. 程代姝,张悦,高婉宁,薛雁. 推进技术. 2019(09)
[4]基于RBF神经网络的桥墩局部冲刷深度预测模型[J]. 霍俊波,拾兵,刘文沛,韩晓. 中国水运(下半月). 2017(07)
[5]一种宽马赫数变几何超声速进气道气动性能研究[J]. 赵昊,谢旅荣,郭荣伟,王建勇,张骏. 航空动力学报. 2015(07)
[6]一种基于流管收缩比分析超声速进气道临界性能的方法[J]. 关祥东,孟宇鹏,朱守梅,刘小勇. 推进技术. 2013(10)
[7]高超进气道自适应泄压槽的设计参数分析[J]. 刘媛,金志光,张堃元,南向军. 航空动力学报. 2013(06)
[8]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)
[9]内并联型TBCC进气道方案设计及验证[J]. 张华军,郭荣伟,谢旅荣. 航空动力学报. 2012(11)
[10]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)
博士论文
[1]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]基于战斗机飞行任务的涡扇发动机参数设计研究[D]. 郑玺龙.南京航空航天大学 2018
[2]一体化二元变几何进气道设计及气动性能研究[D]. 蒲永彬.南京航空航天大学 2018
[3]变几何进气道高超声速飞行器的建模与控制[D]. 苏沛华.天津大学 2017
[4]外并联式TBCC组合发动机的建模与特性分析[D]. 尹朝林.哈尔滨工业大学 2016
[5]喉道顶板可调侧压式进气道初步研究[D]. 陈秋华.南京航空航天大学 2006
[6]超声速进气道内外流场计算与数学模型研究[D]. 卢贤锋.西北工业大学 2003
本文编号：3165250
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
注释表
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.1.1 课题的来源
1.1.2 课题研究目的及意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 变几何进气道研究现状
1.2.2 变几何进气道控制建模研究现状
1.3 研究现状分析
1.4 本文的主要研究内容及章节安排
1.4.1 本文主要研究内容
1.4.2 本文章节安排
第2章 Ma0-2几何可调进气道的设计
2.1 引言
2.2 二元进气道巡航点型面设计
2.2.1 二元进气道外压缩段的设计
2.2.2 二元进气道唇口内收缩段的设计
2.2.3 二元进气道扩压段设计以及CFD验证
2.3 二元进气道变几何设计
2.3.1 进气道飞行包线内需求分析
2.3.2 进气道几何可调实现方案
2.4 典型工况下变几何进气道性能验证
2.4.1 物理模型和计算方法
2.4.2 数值验证
2.4.3 变几何进气道流场仿真
2.5 本章小结
第3章 马赫数0-2可调进气道特性分析
3.1 引言
3.2 不同速域内进气道的性能需求分析
3.3 亚声速范围内进气道性能影响因素分析
3.3.1 外压缩斜角变化对进气道性能影响分析
3.3.2 来流马赫数变化对进气道性能的影响分析
3.3.3 辅助进气门对进气道性能的影响分析
3.3.4 攻角对进气道的性能影响分析
3.4 跨声速范围内进气道性能影响因素分析
3.4.1 外压缩斜角变化对进气道的性能影响分析
3.4.2 来流马赫数跨声速变化对进气道性能的影响分析
3.5 超声速范围内进气道性能影响因素分析
3.5.1 外压缩面斜角变化对进气道性能影响分析
3.5.2 辅助放气门对进气道性能影响规律研究
3.5.3 不同放气门开度反压比变化对进气道作用规律研究
3.6 本章小结
第4章 Ma0-2进气道性能参数建模
4.1 引言
4.2 面向控制的建模需求和面向设计的建模需求区别
4.3 亚跨声速进气道建模方法研究
4.3.1 模型建立采样点设计方法
4.3.2 基于响应面分析法的模型建立
4.3.3 基于径向基神经网络进气道模型建立
4.3.4 模型方法预测比较
4.4 进气道超声速段性能估算模型建立
4.4.1 外压缩激波形态确定
4.4.2 扩压段损失确定
4.4.3 CFD方法验证
4.4.4 模型完善
4.5 本章小结
第5章 Ma0-2进气道控制/调节规律分析
5.1 引言
5.2 进气道控制规律内涵及分析
5.3 Ma0-2进气道控制规律获取方法分析
5.3.1 不同飞行任务下的进气道性能需求分析
5.3.2 基于模型优化的进气道控制规律获取方法
5.4 不同飞行任务下的控制规律仿真评估
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]响应面法优化束红球菌对DBT的脱硫条件[J]. 徐杰,刘向荣,甄学乐,赵顺省,陈欣娟,罗景雯. 现代化工. 2020(06)
[2]基于乘波前体的2元TBCC变几何进气道一体化设计[J]. 俞宗汉,谢业平,黄国平,蒲永彬,李乾,王瑞琳. 航空发动机. 2019(06)
[3]结合局部次流循环的变几何轴对称进气道研究[J]. 程代姝,张悦,高婉宁,薛雁. 推进技术. 2019(09)
[4]基于RBF神经网络的桥墩局部冲刷深度预测模型[J]. 霍俊波,拾兵,刘文沛,韩晓. 中国水运(下半月). 2017(07)
[5]一种宽马赫数变几何超声速进气道气动性能研究[J]. 赵昊,谢旅荣,郭荣伟,王建勇,张骏. 航空动力学报. 2015(07)
[6]一种基于流管收缩比分析超声速进气道临界性能的方法[J]. 关祥东,孟宇鹏,朱守梅,刘小勇. 推进技术. 2013(10)
[7]高超进气道自适应泄压槽的设计参数分析[J]. 刘媛,金志光,张堃元,南向军. 航空动力学报. 2013(06)
[8]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)
[9]内并联型TBCC进气道方案设计及验证[J]. 张华军,郭荣伟,谢旅荣. 航空动力学报. 2012(11)
[10]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)
博士论文
[1]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]基于战斗机飞行任务的涡扇发动机参数设计研究[D]. 郑玺龙.南京航空航天大学 2018
[2]一体化二元变几何进气道设计及气动性能研究[D]. 蒲永彬.南京航空航天大学 2018
[3]变几何进气道高超声速飞行器的建模与控制[D]. 苏沛华.天津大学 2017
[4]外并联式TBCC组合发动机的建模与特性分析[D]. 尹朝林.哈尔滨工业大学 2016
[5]喉道顶板可调侧压式进气道初步研究[D]. 陈秋华.南京航空航天大学 2006
[6]超声速进气道内外流场计算与数学模型研究[D]. 卢贤锋.西北工业大学 2003
本文编号：3165250
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