高超聲速飛行器以超過5倍聲速的速度飛行,具有很高的民用和軍用價值。在高超聲速飛行器設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)中,氣動外形設(shè)計技術(shù)是重中之重,是整個飛行器設(shè)計的基礎(chǔ)。氣動外形不僅決定了高超聲速飛行器是否能夠高效地完成高速度飛行,還對結(jié)構(gòu)設(shè)計、載荷安排、操穩(wěn)控制等有著極其重要的影響。因?yàn)楦叱曀亠w行器的飛行環(huán)境惡劣,所以在進(jìn)行氣動外形設(shè)計時需要考慮的因素眾多,不同的氣動部件間需要進(jìn)行耦合設(shè)計,同一氣動部件也需要具備多樣的優(yōu)良性能。本文通過對現(xiàn)有高超聲速飛行器氣動外形設(shè)計方法進(jìn)行分析和總結(jié),將氣動外形設(shè)計研究的重點(diǎn)放在一體化設(shè)計上。在本文中,“一體化”的概念不僅包括氣動部件之間、氣動部件與整體氣動布局之間的一體化設(shè)計,還包括同一氣動部件或布局在不同狀態(tài)下的綜合性能一體化設(shè)計。本文主要研究了高超聲速氣動外形一體化設(shè)計中涉及的優(yōu)化設(shè)計方法、流場數(shù)值模擬方法、幾何參數(shù)化建模方法和乘波構(gòu)型設(shè)計方法等相關(guān)內(nèi)容,主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下:（1）采用分步優(yōu)化設(shè)計方法,實(shí)現(xiàn)了高超聲速內(nèi)收縮進(jìn)氣道綜合性能的一體化設(shè)計。首先,對內(nèi)收縮進(jìn)氣道的原準(zhǔn)流場進(jìn)行優(yōu)化,在不損失壓縮能力的前提下,通過改變壁面型線提升原準(zhǔn)流場總壓恢復(fù)能力和... 

【文章來源】：西北工業(yè)大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：150 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

高超聲速飛行器氣動外形一體化設(shè)計系統(tǒng)要點(diǎn)示意圖

2 高超聲速內(nèi)收縮進(jìn)氣道綜合性能一體化設(shè)計馬赫線）C 和流線0C ，其數(shù)學(xué)表達(dá)是如式(0-1)所示，而2-1 所示。tan oody vdx udydx 流線；左行特征線；右行特征線； 流線與 x 軸夾角； 流線與馬赫線夾角。

西北工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文速流場。借助數(shù)值方法求解特征線方程分是最為便捷的手段，分為正向推進(jìn)和反向推進(jìn)兩種推進(jìn)方法。對于有旋的特征線方線，這三條特征線需要交于一點(diǎn)。正向方法首先由兩條特征線求解第三條特征線。而反向方法則是先確定一點(diǎn)，三條特征線準(zhǔn)流場的求解中，本文使用正向推進(jìn)方法。由于存在三條不同條特征線也存在三種選擇方式，本文選擇由兩個初始點(diǎn)（initia馬赫線，再求解其交點(diǎn)并由交點(diǎn)反向求解第三條特征線——流 2-2 所示。在進(jìn)行數(shù)值求解時，需要先將特征線方程和相容方歐拉預(yù)估矯正方法進(jìn)行求解，即使用已知點(diǎn)與預(yù)估結(jié)果的平均，再利用這些平均值求解差分方程的相關(guān)系數(shù)，進(jìn)而求解差分達(dá)到收斂條件。由于物理邊界的流動情況各不相同，因此在求動和幾何特點(diǎn)大體可以分為如下幾種情況：內(nèi)部點(diǎn)、物面邊界等，具體求解方法可以見參考文獻(xiàn)[176]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3538869