学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于二次流控制的高性能埋入式进气道研究

作　者: 程代姝
导　师: 谭慧俊; 孙姝
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 航空宇航推进理论与工程
关键词: 埋入式进气道总压恢复系数畸变指数弹体表面吹气通道内放气
分类号: V211.48
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 50次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

埋入式进气道因其在飞行器表面不呈现任何突起部分而具有独一无二的一体化优势，不仅能够显著降低飞行器的迎风阻力和雷达散射截面积，具有较好的隐身性能，而且有利于飞行器的携带、安装及箱式发射。但是，由于其进口完全埋入机身或弹身的边界层之中，无法像常规进气道那样利用来流冲压进气，同时还吸入了大量的机（弹）身边界层气流，因而该类进气道的总压恢复系数较低、出口流场畸变较大。因此，有必要研究一种总压恢复系数较高、出口流场畸变较低的高性能埋入式进气道，为其进一步的工程实际应用奠定技术基础。本文首先对无控制的埋入式进气道基准方案进行了全三维的数值仿真研究，获得了其基本的性能参数和流动特征，结果表明，埋入式进气道进口前吸入的边界层气流和进口侧棱产生的卷吸涡是导致其总压恢复系数较低、出口流场畸变较大的主要原因。然后针对上述两方面原因，分别提出了弹体表面吹气和通道内放气两种流场控制概念，其中，通道内放气方案又分旋涡排泄和边界层吸除两种实现方式。通过数值仿真比较了不同流场控制方法对埋入式进气道的性能改善效果，掌握了不同控制方案下埋入式进气道的流动特征，并获得了关键设计参数对其性能的影响规律，结果证实了本文所提出的流场控制方法均有效地提高了埋入式进气道的总压恢复系数，并降低了出口流场畸变。最后，对通道内放气的流场控制方法进行了实验研究，检验了改进方法的有效性。与基准方案相比，实验所采用的通道内放气方案的总压恢复系数改善幅度为2.2%~3.8%，畸变指数DC60的改善幅度为20%~60%。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-16
第一章绪论  16-21
  1.1 研究背景  16
  1.2 国内外研究现状  16-19
  1.3 本文的工作  19-21
第二章基准方案的性能及流动特征仿真研究  21-30
  2.1 基准方案的物理模型  21
  2.2 数值求解方法  21-25
    2.2.1 数值方法  22-24
      2.2.1.1 直角坐标下的雷诺输运方程  22
      2.2.1.2 湍流模型  22-24
    2.2.2 计算域和边界条件  24
    2.2.3 网格生成  24-25
    2.2.4 计算状态  25
    2.2.5 算例验证  25
  2.3 基准方案的性能及流动特征  25-29
  2.4 本章小结  29-30
第三章基于弹体表面吹气的高性能埋入式进气道仿真研究  30-44
  3.1 研究对象  30-31
    3.1.1 设计概念  30
    3.1.2 物理模型  30-31
  3.2 网格生成及计算设置  31
  3.3 不带进气道的纯弹身流动特征分析  31-34
    3.3.1 无控制方案  32
    3.3.2 吹气控制状态  32-34
  3.4 弹体表面吹气方案的性能及流动特征  34-37
  3.5 吹气缝位置对性能改善效果的影响  37-42
    3.5.1 流向安装位置的影响  37-39
    3.5.2 展向安装位置的影响  39-42
  3.6 本章小结  42-44
第四章基于通道内放气的高性能埋入式进气道仿真研究  44-72
  4.1 旋涡排泄方案  44-55
    4.1.1 研究对象  44-45
      4.1.1.1 设计概念  44-45
      4.1.1.2 物理模型  45
    4.1.2 网格生成和计算设置  45-46
    4.1.3 旋涡排泄方案的性能及流动特征  46-49
    4.1.4 放气槽沿内通道位置变化的影响  49-51
    4.1.5 旋涡排泄方案的阻力分析  51-52
    4.1.6 旋涡排泄方案与埋入式进气道进口侧棱角的匹配问题  52-55
  4.2 边界层吸除方案  55-70
    4.2.1 研究对象  55-56
      4.2.1.1 设计概念  55
      4.2.1.2 物理模型  55-56
    4.2.2 网格生成及计算设置  56-57
    4.2.3 边界层吸除方案的性能及流动特征  57-62
      4.2.3.1 垂向放气槽  57-59
      4.2.3.2 流向放气槽  59-62
    4.2.4 放气槽位置对性能改善效果的影响  62-70
      4.2.4.1 垂向放气槽  62-65
      4.2.4.2 流向放气槽  65-70
    4.2.5 阻力分析  70
  4.3 本章小结  70-72
第五章通道内放气方案的实验研究  72-77
  5.1 实验设备  72
  5.2 实验模型及测量系统介绍  72-74
  5.3 实验结果及分析  74-76
  5.4 本章小结  76-77
第六章总结与展望  77-80
  6.1 总结  77-79
  6.2 未来工作展望  79-80
参考文献  80-83
致谢  83-84
在学期间的研究成果及发表的学术论文  84

基于二次流控制的高性能埋入式进气道研究

内容摘要

全文目录

相似论文