針對吸氣式高超聲速飛行器推進系統(tǒng)存在的不確定性問題,采用隨機多項式展開（PCE）和蒙特卡羅模擬（MCS）兩種方法開展了推進系統(tǒng)不確定性定量研究,得到了推力的概率密度函數以及置信區(qū)間,從而對推力的不確定性進行評估。首先對一典型吸氣式高超聲速飛行器的推進系統(tǒng)進行了建模,將模型分為外壓縮段及內流道段,考慮溢流效應的影響,得到了氣流參數分布及推力結果。隨后考慮馬赫數、迎角及燃油當量比的不確定性,采用PCE方法進行不確定性分析,將得到的推力估計值、置信區(qū)間及計算效率與MCS結果進行對比。結果表明:所建立的推進系統(tǒng)模型可快速評估吸氣式高超聲速飛行器的推力特性,PCE和MCS兩種方法的推力統(tǒng)計分布結果相吻合,但PCE方法計算效率更高,可以在初步設計階段快速評估推進系統(tǒng)的不確定性。 

【文章來源】：戰(zhàn)術導彈技術. 2020,(03)北大核心

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

推進系統(tǒng)示意圖

在使用構建的響應函數進行不確定性分析前，首先討論響應函數與隨機參數的關系，三個隨機參數的影響中，燃油當量比為主要影響因素，與推力成正相關關系，影響機理比較清晰，不單獨列出分析。此處重點分析燃油當量比不變時，推力與迎角及馬赫數的關系，如圖5所示。從圖5可以看出，燃油當量比不變時，推力隨馬赫數增大而減小，隨迎角增大而增大。進一步對數值的比較可以發(fā)現:馬赫數增大時，發(fā)動機出口處溫度、壓力均增大，根據推力表達式中，(m·outVout-ma·V∞)占主要部分，該部分對推力的貢獻減小，(PoutAout-P∞Aout)的貢獻增大，兩者綜合使得推力減小。迎角增大時，出口參數并無顯著變化，推力增加主要源于捕獲流量的增加。

在分析了響應函數與隨機參數的關系之后，利用構建好的響應函數產生新的統(tǒng)計樣本，進而分析推力的分布情況。將計算結果利用核密度估計方法[14]進行統(tǒng)計，得到推力的概率密度函數。樣本數量為5000時，得到概率密度函數如圖6所示。從結果可以看出，當隨機參數滿足正態(tài)分布時，推力響應也近似滿足正態(tài)分布。推力均值為1678.57 N,95%置信區(qū)間為[1604.85 N,1753.45 N]。4.2.2 蒙特卡羅模擬結果

【參考文獻】：
期刊論文
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