Bump进气道内激波/边界层干扰特性研究

发布时间：2023-02-22 18:18

　　Bump进气道内存在复杂的三维激波/边界层干扰现象,其特性有别于经典的激波/边界层干扰现象,并且会在很大程度上影响进入进气道的气流品质,进而影响进气道的整体气动性能。鉴于此,本文结合数值仿真和风洞试验的手段,对鼓包诱导的锥形激波/边界层干扰特性开展了研究工作,并通过仿真方法分析了结尾正激波/边界层干扰特性。首先针对单锥鼓包诱导的激波/边界层干扰特性的研究发现,由流线追踪设计的单锥鼓包流场呈现出锥形相似的特点。相比于半锥和半棱锥,鼓包兼具较优的边界层排移能力以及较低的进气道出口流场畸变,这也是其被选作Bump进气道前体压缩面的重要原因之一。此外,在设计状态下,适当增大设计马赫数能提高鼓包排移边界层的能力,但设计马赫数太高,边界层排移能力基本不变,反而使得进气道总压损失急剧增加。对不同波系配置鼓包的流场结构分析发现,增加波系数目可在保证较高边界层排移能力的前提下削弱锥形激波的强度,使得主流区和分离区内的总压损失减小、进气道出口流场畸变降低。并且,波系数目越多,总压恢复系数的增加量也越大,这一优势在高马赫数下更加明显。与此同时,还通过风洞试验验证了仿真方法和上述结论的正确性。对Bump进气道...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
注释表
缩略词
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 Bump进气道的研究现状
        1.2.2 激波/湍流边界层干扰的研究现状
    1.3 本文研究内容
第二章 单锥鼓包引起的激波/边界层干扰特性研究
    2.1 几何模型与来流条件
    2.2 数值仿真方法
        2.2.1 计算方法简介
        2.2.2 计算网格
        2.2.3 网格敏感性分析
        2.2.4 算例验证
    2.3 半锥、半棱锥和单锥鼓包流场结构的对比
        2.3.1 波系形态和旋涡结构
        2.3.2 表面流动特性
        2.3.3 表面压力分布
        2.3.4 边界层排移能力
    2.4 设计和来流参数对单锥鼓包流场结构的影响
        2.4.1 设计马赫数的影响
        2.4.2 前缘型线高度的影响
        2.4.3 边界层厚度的影响
    2.5 本章小结
第三章 不同波系配置鼓包的激波/边界层干扰特性研究
    3.1 几何模型与仿真方法
    3.2 设计马赫数下的激波/边界层干扰特性
    3.3 非设计马赫数下的激波/边界层干扰特性
        3.3.1 M_∞=1.5状态下的干扰特性
        3.3.2 M_∞=2.5状态下的干扰特性
    3.4 本章小结
第四章 鼓包引起的激波/边界层干扰特性试验研究
    4.1 试验模型
    4.2 试验设备
        4.2.1 超声速流动机理试验台
        4.2.2 测试系统
    4.3 试验结果分析
    4.4 本章小结
第五章 Bump进气道内正激波/边界层干扰特性研究
    5.1 几何模型与仿真方法
    5.2 单锥鼓包加内通道后的正激波/边界层干扰特性分析
        5.2.1 超临界状态下的干扰特性
        5.2.2 临界和亚临界状态下的干扰特性
    5.3 设计参数对正激波/边界层干扰特性的影响
        5.3.1 设计马赫数的影响
        5.3.2 波系配置的影响
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 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



本文编号：3748055