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二元进气道正攻角不起动现象影响规律研究

文献类型:学位论文

作者李育凌
答辩日期2023-05
文献子类硕士
授予单位中国科学院大学
授予地点北京
导师岳连捷
关键词超燃冲压发动机进气道 不起动 内压缩段设计 攻角 三维效应
学位专业流体力学
其他题名Study on Influence Law of Unstart Phenomenon at Positive Angle of Attack in Two-Dimensional Inlet
英文摘要

进气道的功能是捕捉并压缩来流,为燃烧室提供合适的气流,保证发动机稳 定工作。为了适应对高超声速飞行器机动性的新需求,本文针对二元进气道在正 攻角的不起动问题展开了数值研究。 为了便于设计用于研究的进气道基准构型,本文发展了考虑进气道长度和唇 罩内角限制的二元进气道无粘波系拉格朗日优化方法,以最大总压恢复为优化目 标获得进气道的波系配置。优化过程中发现,斜激波强度接近有利于获得最大的 总压恢复。 基于上述波系配置设计进气道的基准构型,在该构型的基础上,首先数值考 察了不同肩部膨胀波分布对进气道在正攻角下的不起动过程的影响,发现肩部膨 胀波通过抑制分离区的增长可拓宽进气道不起动边界,而膨胀波过于集中或分散 都不利于保持正攻角下进气道起动状态,而当临界不起动攻角时的分离点位置接 近膨胀圆弧的起点时,对不起动边界的提升作用最明显。 其次,改变唇罩构型,研究了内压缩偏转角分配、压缩激波数量和唇口激波 与上壁面交汇点位置的影响,发现交汇点位置对不起动没有明显影响,而增加内 压缩激波数量能降低内压缩激波强度,从而有效地避免、甚至抑制上壁面的分离, 进而提升不起动临界攻角,而均匀分配偏转角能使多道内压缩激波的强度最大限 度地降低,从而使不起动边界更大幅度的拓宽。 最后,从宽高比和侧切两个角度,初步研究了三维效应对二元进气道不起动 的影响。在宽高非常小时,侧壁边界层挤占内流通道,提高增压能力的同时使进 气道更容易不起动,此时增加宽高比可以提升不起动临界攻角;随着宽高比的增 加,侧壁边界层在对不起动的负面影响逐渐降低,再进一步宽高比增加会削弱角 区高速流的作用,使得进气道更容易不起动,因此,随着宽高比的增加,不起动 边界先提高后下降。而减小侧板遮挡率使得进气道的侧面溢流加强,侧壁面激波 边界层干扰减弱,进而减小分离区,提升不起动边界。

语种中文
源URL[http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/92303]  
专题力学研究所_高温气体动力学国家重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
李育凌. 二元进气道正攻角不起动现象影响规律研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2023.

入库方式: OAI收割

来源:力学研究所

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