二元超声速进气道的反压特性研究

发布时间：2021-04-29 17:25

　　本文设计了一种二元超声速进气道,研究了扩张段型面参数对设计状态下进气道的气动性能及流场的影响,并对弯曲扩张段内激波串自激振荡特性及进气道的不起动和再起动特性开展了详细的非定常数值仿真研究。首先,研究了超声速进气道扩张段型面的中心线变化规律、扩张比及中心线偏距对设计状态下进气道的气动性能及流场的影响。结果表明:采用前缓后急中心线变化规律的进气道出口总压恢复系数最高,而采用前急后缓中心线变化规律的进气道总压恢复系数最低;随着扩张比从1.40增大到1.80,进气道总压恢复系数和抗反压能力均下降,出口马赫数上升,扩张比与长度对进气道出口参数的影响存在较强的耦合关系;随着偏距比的增加,进气道总压恢复系数起初有一定的升高,但偏距比增大到0.80之后,造成扩张段出口下壁面出现气流分离,导致总压恢复系数降低,出口马赫数增大,总体上偏距比变化对进气道抗反压能力影响不大。然后,研究了超声速进气道弯曲扩张段部分的流场结构及激波串自激振荡特性。结果表明:扩张段内的激波串结构随反压增大发生了由对称→非对称→对称→非对称的演化,激波串的大幅振荡和小幅振荡交错出现。当激波串头激波与背景激波相交时,激波串出现高频小幅... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
缩略词
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 激波串自激振荡研究现状
        1.2.2 进气道起动问题研究现状
    1.3 本文的主要研究工作
        1.3.1 二元超声速进气道弯曲扩张段内激波串自激振荡特性研究
        1.3.2 二元超声速进气道反压特性研究
第二章 二元超声速进气道扩张段性能计算
    2.1 引言
    2.2 物理模型和计算方法
        2.2.1 弯曲扩张段的设计
        2.2.2 数值仿真方法
        2.2.3 数值方法校验
    2.3 扩张段型面参数对进气道性能的影响
        2.3.1 中心线变化规律对进气道性能的影响
        2.3.2 扩张比对进气道性能的影响
        2.3.3 偏距比对进气道性能的影响
    2.4 小结
第三章 二元超声速进气道弯曲扩张段内激波串自激振荡研究
    3.1 引言
    3.2 计算模型和数值方法校验
        3.2.1 进气道模型
        3.2.2 数值模拟方法校验
    3.3 计算结果与讨论
        3.3.1 通流状态下扩张段内流场结构
        3.3.2 定常计算下激波串起始点位置
        3.3.3 非定常模拟流场结构
        3.3.4 激波串振荡和气流分离的关系
        3.3.5 频域分析
    3.4 小结
第四章 不同反压变化规律对超声速进气道正常工作下流场和性能的影响
    4.1 引言
    4.2 计算模型
    4.3 反压以一定的振幅和频率振荡变化
        4.3.1 反压振荡频率对进气道内流场和性能的影响
        4.3.2 反压振荡幅值对进气道内流场和性能的影响
    4.4 反压突增对进气道内部流场结构及性能的影响
    4.5 小结
第五章 不同反压变化规律对超声速进气道不起动和再起动特性影响
    5.1 引言
    5.2 计算模型与数值方法
    5.3 设计工况下压力突变造成进气道不起动和再起动现象
        5.3.1 快速增压下进气道不起动流场
        5.3.2 不同降压时间对进气道再起动的影响
        5.3.3 不同降压范围对进气道再起动的影响
    5.4 起动马赫数下压力突变造成进气道不起动和再起动现象
    5.5 设计工况下压力振荡造成进气道不起动和再起动现象
    5.6 小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]隔离段内正激波串受迫振荡特性研究[J]. 熊冰,王振国,范晓樯,李腾骥.  推进技术. 2017(01)
[2]内并联式TBCC进气道模态转换过程流动特性分析[J]. 刘君,袁化成,郭荣伟.  宇航学报. 2016(04)
[3]中心线偏置隔离段内激波串迟滞特性研究[J]. 熊冰,范晓樯,王振国.  推进技术. 2016(05)
[4]Ma5斜激波串动态特性实验研究[J]. 田旭昂,王成鹏,程克明.  推进技术. 2014(08)
[5]高超飞行器内流道激波振荡问题的数值研究及试验验证[J]. 郭善广,柳军,金亮,罗世彬.  实验流体力学. 2012(01)
[6]出口封闭的冲压发动机进气道激波振荡现象[J]. 孟宇鹏,朱守梅,闫晓娜.  推进技术. 2011(05)
[7]进口斜激波、膨胀波干扰下等直隔离段内的激波串特性[J]. 张航,谭慧俊,孙姝.  航空学报. 2010(09)
[8]基于纳米粒子的超声速流动成像[J]. 赵玉新,易仕和,田立丰,何霖,程忠宇.  中国科学（E辑:技术科学）. 2009(12)
[9]冲压发动机超声速进气道流动自激振荡研究[J]. 刘占生,张云峰,田新.  航空动力学报. 2008(09)
[10]二维弯曲等截面管道中的激波串特性研究[J]. 谭慧俊,郭荣伟.  航空学报. 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



本文编号：3167869