基于雙模態(tài)燃燒的二元高超聲速進(jìn)氣道研究.pdf

1、本文采用數(shù)值仿真及風(fēng)洞試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法對(duì)一種基于雙模態(tài)燃燒的二元高超聲速進(jìn)氣道的總體方案、設(shè)計(jì)方法及氣動(dòng)特性進(jìn)行了研究。該方案的設(shè)計(jì)思路是，通過在進(jìn)氣道內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)分流隔板，將流道分為超聲速通道和亞燃通道，其目的在于合理組織進(jìn)氣道內(nèi)的高速流和低速流，使進(jìn)氣道在定幾何的情況下能夠在整個(gè)工作馬赫數(shù)范圍內(nèi)都有一個(gè)穩(wěn)定的亞燃燃燒區(qū)，從而保證超聲速燃燒的穩(wěn)定性，使出口氣流始終保持雙模態(tài)燃燒。
　　首先，基于雙模態(tài)燃燒超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的流場(chǎng)特

2、點(diǎn)，設(shè)計(jì)了等直出口和對(duì)沖兩種方案的二元高超聲速進(jìn)氣道，并對(duì)比了兩種方案進(jìn)氣道的性能與設(shè)計(jì)規(guī)律的異同。在此基礎(chǔ)上，通過參數(shù)化研究，獲得了進(jìn)氣道主要設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)其性能的影響規(guī)律，分析了進(jìn)氣道在加入隔板情況下內(nèi)流道的流場(chǎng)特性和性能參數(shù)變化，給出了進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)方法和主要型面參數(shù)的選取建議。
　　其次，對(duì)比了等直出口和對(duì)沖兩種方案，發(fā)現(xiàn)對(duì)沖方案在流場(chǎng)組織、結(jié)構(gòu)尺寸方面較等直出口方案具有一定優(yōu)勢(shì)，其內(nèi)部流場(chǎng)更適合于雙模態(tài)燃燒的流場(chǎng)需要，因此選取

3、了對(duì)沖方案做進(jìn)一步研究，并通過三維數(shù)值仿真，研究了該進(jìn)氣道的起動(dòng)性能、反壓特性、速度特性以及側(cè)滑角特性。結(jié)果表明該進(jìn)氣道性能能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，兩通道流量分配隨馬赫數(shù)變化關(guān)系能滿足雙模態(tài)燃燒的需要。
　　最后，設(shè)計(jì)并加工了縮比試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，在南京航空航天大學(xué)NHW風(fēng)洞進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值仿真結(jié)果吻合較好，參數(shù)規(guī)律變化一致，證明了本文采用的數(shù)值方法的正確性。通過數(shù)值分析與試驗(yàn)結(jié)果研究，表明本文所設(shè)計(jì)的基于雙模態(tài)燃燒的二元高超聲速