吸气式高超声速飞行器机体/推进一体化内外流非定常耦合方法

发布时间：2021-05-10 00:27

　　基于吸气式高超声速飞行器机体/推进一体化的气动布局设计方式,文章提出了一种内外流一体化流场的耦合求解方法,其中燃烧室内流场采用考虑有限速率化学反应动力学模型的一维非稳态方法求解,进气道和尾喷管外流场采用二维CFD软件计算,进气道与燃烧室在耦合界面处通过一维平均方法实现静温、静压和Mach数等参数传递.并分别以日本国家航空与航天实验室（NAL）的氢燃料燃烧室模型作为内流场验证算例,以某典型高超声速飞行器一体化模型作为内外耦合流场验证算例.研究结果表明:有限速率化学反应准一维方法能较为准确地模拟燃烧室内燃烧流场,提出的内外流场耦合方法能够有效地计算出内外流耦合效应,计算后体压力分布与理论值较接近.该方法可为超燃冲压发动机的性能快速分析和吸气式高超声速飞行器机体/推进一体化的初步分析设计提供重要参考. 

【文章来源】：气体物理. 2020,5(06)

【文章页数】：8 页

【文章目录】：
引 言
1 计算方法
    1.1 准一维内流计算理论
        1.1.1 控制方程
        1.1.2 数值解耦算法
            (1)流动部分
            (2)化学反应部分(等容爆炸过程)
    1.2 内外流耦合计算方法
2 算例验证与分析
    2.1 NAL氢燃料发动机实验算例
    2.2 一体化内外耦合流场计算结果
        2.2.1 一体化流场二维特性
        2.2.2 一体化流场整机参数分布
3 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]组合式高超声速飞行器布局设计与优化分析[J]. 陈立立,郭正,侯中喜,邓小龙,朱炳杰.  气体物理. 2019(06)
[2]一种求解化学非平衡流动的新型解耦算法[J]. 刘瑜,刘君,唐玲艳,崔小强.  力学学报. 2015(01)
[3]超燃冲压发动机流场一维平均方法研究[J]. 张旭,姜军,林言中,陈兵,徐旭.  推进技术. 2014(07)
[4]超燃冲压发动机总体化性能分析[J]. 张旭,王利,林言中,徐旭.  推进技术. 2014(02)
[5]不同燃料超声速燃烧室准一维计算模型[J]. 牛东圣,侯凌云,潘鹏飞.  清华大学学报(自然科学版). 2013(04)
[6]含双时间步法的化学非平衡流解耦算法[J]. 汪洪波,孙明波,梁剑寒,王振国.  计算物理. 2010(05)
[7]冲压发动机进气道/燃烧室/尾喷管耦合流场计算[J]. 石喜勤,陈兵,徐旭,蔡国飙.  推进技术. 2008(05)



本文编号：3178315