超声速高空模拟自由射流试验装置气动布局的优化

发布时间：2017-09-19 14:54

  本文关键词：超声速高空模拟自由射流试验装置气动布局的优化

  更多相关文章： 超声速喷管 超声速进气道 自由射流 高空模拟试验 数值模拟

【摘要】：航空发动机作为飞机的心脏,其试验技术须同其性能一并发展。目前高空模拟自由射流试验装置已经替代直连式风洞和推进风洞,占据航空发动机高空模拟试验的主导地位。因此对其研究对我国航空发动机发展具有深远意义。通过理论研究超声速自由射流流动机理,利用特征线法设计二元超声速喷管并对其进行不同膨胀条件下的数值模拟,总结出射流核心区的边界与喷管几何的关系,建立了射流核心区方程;设计了二级楔板外压式超声速进气道,研究其在进行姿态角模拟或非设计状态时的进口流场结构,确定了其产生的合成激波在射流核心区边界上的第一道反射马赫波的位置;结合核心区方程,给出了满足试验要求的超声速喷管尺寸同进气道放置位置及模拟姿态角的关系;设计了超声速高空模拟自由射流试验舱进气气动布局,利用CFD方法对其进行了多姿态角的试验模拟,对试验舱内射流流场进行分析,模拟结果均符合工程要求,为试验效果的预估提供重要参考。本文旨在通过以上研究达到对超声速自由射流试验装置气动布局的优化目的,为其论证和发展提供基础数据。
【关键词】：超声速喷管 超声速进气道 自由射流 高空模拟试验 数值模拟
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V263.3
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 主要符号表10-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 国外航空发动机高空模拟自由射流试验装置的发展12-16
• 1.1.1 英国NGTE的高空试验舱C-412-14
• 1.1.2 前苏联 ЦИАМ 试验舱 ЦИ-414-15
• 1.1.3 美国AEDC试验舱C-215-16
• 1.2 国内航空发动机高空模拟试验装置的发展16-17
• 1.3 研究目的17
• 1.4 研究内容17
• 1.5 研究方法17-19
• 第2章 超声速喷管设计19-26
• 2.1 转折点的位置确定19-20
• 2.2 前段曲线设计20-22
• 2.3 后段曲线设计22-25
• 2.4 附面层修正25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 超声速自由射流流动特性研究26-37
• 3.1 自由射流模型及网格划分26-28
• 3.2 超声速自由射流流动特性分析28-36
• 3.2.1 低度欠膨胀自由射流28-31
• 3.2.2 低度过膨胀自由射流31-32
• 3.2.3 完全膨胀自由射流32-34
• 3.2.4 超声速自由射流势流核心区34-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第4章 满足超声速自由射流试验要求的几何尺寸分析37-48
• 4.1 进气道同喷管的位置关系（零姿态角时）37-38
• 4.2 进气道同喷管的位置关系（有姿态角时）38-41
• 4.3 进气道激波位置41-43
• 4.4 合成激波在核心区边界的反射43-45
• 4.5 满足试验要求的喷管出口尺寸和试验件放置位置的关系，以及同模拟姿态角的关系45-47
• 4.6 本章小结47-48
• 第5章 超声速自由射流试验装置CFD模拟48-65
• 5.1 超声速自由射流试验装置CFD模型及计算网格48-54
• 5.1.1 喷管模型48-49
• 5.1.2 超声速进气道模型49
• 5.1.3 试验舱模型49-50
• 5.1.4 网格划分及网格无关性验证50-52
• 5.1.5 Fluent参数设置52-54
• 5.2 模拟不同姿态角的计算结果54-64
• 5.2.1 零姿态角时的模拟54-56
• 5.2.2 有姿态角时的模拟56-64
• 5.3 本章小结64-65
• 第6章 超声速自由射流试验舱进气气动布局的设计65-71
• 6.1 超声速自由射流试验舱进气气动布局的设计65-66
• 6.2 超声速自由射流试验中溢流对发动机外部的影响66-70
• 6.3 本章小结70-71
• 结论71-74
• 参考文献74-76
• 致谢76-77
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 侯亚君;徐让书;王键灵;王娟娟;;自由射流试验中超声速进气道流场的数值研究[J];沈阳航空航天大学学报;2014年06期

2 于勇;徐新文;;拉瓦尔喷管外发生激波反射工况详细分析[J];航空动力学报;2012年09期

3 彭强;邓小刚;廖达雄;符澄;;半柔壁喷管气动设计关键控制参数研究[J];空气动力学学报;2011年01期

4 王平;段炼;马洪安;;外压式超声速进气道流场的数值模拟[J];飞机设计;2009年05期

，

本文编号：882238