發(fā)布時(shí)間：2021-08-03 18:35

　　進(jìn)氣道作為超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)捕獲并壓縮來流的重要?dú)鈩?dòng)部件,對(duì)吸氣式高超聲速飛行器氣動(dòng)布局和性能至關(guān)重要。三維內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道以其壓縮效率高、潤濕面積小、以及易于實(shí)現(xiàn)從飛行器前體向圓形燃燒室過渡等優(yōu)勢(shì),成為研究的熱點(diǎn)之一。然而,內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu),會(huì)產(chǎn)生多種形式的曲面激波（如壓縮面激波、唇口激波、分離激波、再附激波等）,使其流動(dòng)具有明顯有別于傳統(tǒng)二元進(jìn)氣道的特殊性和復(fù)雜性,尤其是彎曲激波和激波/邊界層干擾更是增加了三維復(fù)雜特征。因此,以往在二維流場中有關(guān)平面激波及其與邊界層相互作用的機(jī)理和規(guī)律認(rèn)識(shí),難以直接應(yīng)用于內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道中。目前關(guān)于內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道的研究還很不充分,尤其是在基本特征認(rèn)識(shí)中起關(guān)鍵支撐作用的內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道流場實(shí)驗(yàn)觀測更是匱乏。為此,發(fā)展了針對(duì)內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道進(jìn)行流場觀測的實(shí)驗(yàn)方法,借助數(shù)值模擬,對(duì)于實(shí)驗(yàn)中觀察到的內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道中的典型流場結(jié)構(gòu)展開分析。進(jìn)一步,針對(duì)進(jìn)氣道中普遍存在的復(fù)雜的彎曲激波與彎曲壁面的干擾問題進(jìn)行解耦,突出重點(diǎn),分解難點(diǎn),將入射激波簡化為平面斜激波,以著重體現(xiàn)凹柱面的彎曲壁面在反射過程中的作用。首先,提出了一種分段顯示的內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道內(nèi)流場觀測方法,可分段獲取截?cái)?.. 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２不同類型的高超聲速進(jìn)氣道??內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道，以橫向剖面內(nèi)彎曲為典型特征的激波和壁面相互作用時(shí)產(chǎn)生??

?第１章緒?論???區(qū)氣流又受到水平固壁的約束，因此氣流方向再次發(fā)生改變，產(chǎn)生反射激波，反??射激波波后的（２）區(qū)氣流方向和水平壁面平行。在激波極線中，反射激波極線ｒ以??（１）點(diǎn)為起始點(diǎn)，又因?yàn)椋ǎ玻﹨^(qū)氣流方向和水平壁面平行，因此（２）區(qū)狀態(tài)對(duì)應(yīng)于反??射激波極線Ｉ？與縱軸的交點(diǎn)（２ｗ）和（２ｓ），分別對(duì)應(yīng)反射激波的“弱解”和“強(qiáng)解”，??在一般情況下，規(guī)則反射取弱解，圖１．３ａ中的規(guī)則反射示意圖就對(duì)應(yīng)于（２ｗ）的??弱解狀態(tài)。??從入射激波極線ｉ中可以看出，入射激波波后（〗）區(qū)存在某一最大的氣流偏轉(zhuǎn)??角，如果斜劈角度超過了該最大氣流偏轉(zhuǎn)角，反射激波極線ｒ?qū)⒉辉倥c縱軸相交，??反射點(diǎn)將離開壁面而出現(xiàn)馬赫桿結(jié)構(gòu)，即出現(xiàn)所謂“馬赫反射”的激波反射現(xiàn)象，??使得反射激波極線與縱軸相切的入射激波角度，被稱為激波反射的脫體邊界。??／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／?？?？??＾?＾?ｄｅｇ．??＾?－；＜）?－１０?０?１０?２０?３０?４０??（ａ）波系結(jié)構(gòu)示意圖?（ｂ）激波極線??圖１．３激波規(guī)則反射??圖１．４是激波在壁面發(fā)生馬赫反射時(shí)波系結(jié)構(gòu)示意圖和激波極線，馬赫反射??產(chǎn)生的三激波結(jié)構(gòu)，將流場分成兩部分：一部分（０）區(qū)的超聲速來流，經(jīng)過入射激??波的壓縮，產(chǎn)生和斜劈平行的（１）區(qū)氣流，然后再次被反射激波壓縮，產(chǎn)生（２）區(qū)氣??流；另一部分（０）區(qū)的超聲速來流，直接經(jīng)過馬赫桿，產(chǎn)生（３）區(qū)氣流。（２）區(qū)和（３）??區(qū)的氣流方向和壓強(qiáng)相等，但是速度、溫度等氣流參數(shù)不一定相等，（２）區(qū)和（３）區(qū)??之間存在剪切層。在圖１．４ｂ激波極線上，（２）區(qū)狀態(tài)在反射激波極線Ｉ？上，（３）區(qū)??狀態(tài)在

（，（２．＞?２８－?以胸??＼＼＼?，、??ｖｏｎ?ＮｕｃｉｎａｎｎＶｖＪ?＼?？ｆ?？〈?／＞?ｔＢ?ＤＵＡＬ?ＳＯＬＵＴＩＯＮ??ｃｒｉｌｃｒｉｏｎ?ＤＯＭＡＩＮ??（２Ｊｌ＼ＸＶ???、Ｓ?ＪＮｕ，？ａｘ／?”??（２，Ａ＾ｋ?ｙ???—＇??／／?Ｃ?／?Ｃ?ｉ．Ａ??／?ＲＥＧＵＬＡＲ?ＲＥＦＬＥＣＴＩＯＮ????￥?ｒｍ?廠??－２０?－１０?０?１０?２０?３０?４０?Ｍ？??（ａ）轉(zhuǎn)變邊界的激波極線?（ｂ）不同馬赫數(shù)下的轉(zhuǎn)變邊界??圖１．５激波反射類型轉(zhuǎn)變邊界??但在Ｈｏｒｍｍｇ等的實(shí)驗(yàn)中，卻發(fā)現(xiàn)規(guī)則與馬赫反射的轉(zhuǎn)變始終發(fā)生在ｖｏｎ??Ｎｕｅｍａｎｎ邊界，理論預(yù)測中應(yīng)該存在遲滯的現(xiàn)象并沒有出現(xiàn)。不過在１９９５年，??遲滯現(xiàn)象在Ｃｈｐｏｕｎ等ｌ３５］和Ｉｖａｎｏｖ等１５６］＇｜；）８］的研究中得到了證實(shí)，Ｃｈｐｏｕｎ通過實(shí)??驗(yàn)發(fā)現(xiàn)規(guī)則反射向馬赫反射轉(zhuǎn)變的角度，略小于脫體邊界；而馬赫反射向規(guī)則反??射轉(zhuǎn)變的角度，和ｖｏｎＮｅｕｍａｎｎ邊界比較接近。目前一般認(rèn)為之所以出現(xiàn)偏差，??主要是因?yàn)轱L(fēng)洞中的氣流擾動(dòng)和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷娜S效應(yīng)。??２、?三維情況下的激波反射??對(duì)于激波反射問題的二維分析，雖然提供了一種簡單的理論方法，但是受到??三維效應(yīng)的影響，三維情況下的激波反射和二維激波反射具有一定的差異。上文??中提及的激波反射類型轉(zhuǎn)變邊界，與理論預(yù)測不一致是其中一種表現(xiàn)形式。??在激波反射實(shí)驗(yàn)中，為避免壁面邊界層的干擾，采用對(duì)稱雙楔模型開展實(shí)驗(yàn)，??利用流場的對(duì)稱性模擬斜激波的反射（見圖１．６ａ），將水平對(duì)稱面等效為反射壁??面，產(chǎn)生的流場波系如圖１．６ｂ所示。Ｋｕｄｒｙａｖｔｓ

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3320126