為保證某些寬馬赫數(shù)工作要求的沖壓發(fā)動機(jī)在工作范圍內(nèi)正常高效工作,要求進(jìn)氣道在低馬赫數(shù)下內(nèi)收縮比小、易起動,高馬赫數(shù)下內(nèi)收縮比大、總壓恢復(fù)系數(shù)高,這對進(jìn)氣道設(shè)計提出了較高的要求。本文通過程序設(shè)計、數(shù)值仿真分析了不同寬馬赫數(shù)工作下的變幾何進(jìn)氣道,并計算和分析了采用變幾何進(jìn)氣道的沖壓發(fā)動機(jī)工作特性。首先編制了進(jìn)氣道0維性能計算程序,經(jīng)過粘性修正后與數(shù)值仿真結(jié)果對比證實其在計算進(jìn)氣道流量系數(shù)及總壓恢復(fù)系數(shù)、喉道馬赫數(shù)等性能參數(shù)時有一定的精度,可以用來對后續(xù)變幾何設(shè)計方案進(jìn)行快速性能驗證。隨后針對一個來流馬赫數(shù)為2.5~4.5的二元三波系超聲速進(jìn)氣道提出了調(diào)節(jié)第二級壓縮面楔角來保持在整個工作馬赫數(shù)范圍內(nèi)第二道斜激波封口的變幾何方案。并對其氣動性能展開了仿真研究。與定幾何方案對比表明:采用變幾何方案可以大幅提高進(jìn)氣道在高馬赫數(shù)時的性能;隨著來流馬赫數(shù)的升高,增大進(jìn)氣道壓縮面楔角和內(nèi)收縮比,可以降低進(jìn)氣道的喉道馬赫數(shù)并使進(jìn)氣道臨界總壓恢復(fù)系數(shù)得到提高;來流馬赫數(shù)為4.5時變幾何進(jìn)氣道的臨界總壓恢復(fù)系數(shù)比定幾何進(jìn)氣道提高近一倍。針對一種來流馬赫數(shù)為2.0~4.0的三波系二元超聲速進(jìn)氣道,研究了三種不同... 

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 變幾何進(jìn)氣道的作用:
        1.1.2 變幾何進(jìn)氣道分類
    1.2 國外內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 變幾何進(jìn)氣道研究現(xiàn)狀
        1.2.2 亞燃沖壓發(fā)動機(jī)性能計算程序研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究工作
第二章 數(shù)值模擬計算方法
    2.1 基本控制方程
    2.2 湍流模型
    2.3 組分輸運及反應(yīng)流模型
        2.3.1 組分輸運模型
        2.3.2 反應(yīng)流模型
        2.3.3 反應(yīng)機(jī)理
    2.4 離散相模型
        2.4.1 油珠運動方程：
        2.4.2 隨機(jī)軌道模型
        2.4.3 液滴加熱與蒸發(fā)模型
    2.5 小結(jié)
第三章 二元變幾何進(jìn)氣道調(diào)節(jié)方案研究
    3.1 引言
    3.2 0 維進(jìn)氣道性能計算程序
        3.2.1 進(jìn)氣道流場結(jié)構(gòu)分析
        3.2.2 進(jìn)氣道外壓縮段計算
        3.2.3 進(jìn)氣道內(nèi)收縮段計算
        3.2.4 進(jìn)氣道壓縮段壁面粘性損失修正
        3.2.5 進(jìn)氣道擴(kuò)張段性能計算
    3.3 激波封口的變幾何方案進(jìn)氣道設(shè)計及分析
        3.3.1 數(shù)值仿真方法及校驗
        3.3.2 設(shè)計狀態(tài)激波封口的定幾何進(jìn)氣道設(shè)計及流場分析
        3.3.3 0 維性能計算程序驗證
        3.3.4 設(shè)計狀態(tài)激波封口的變幾何進(jìn)氣道設(shè)計
        3.3.5 變幾何進(jìn)氣道流場分析
        3.3.6 定/變幾何進(jìn)氣道性能對比
    3.4 外壓縮面調(diào)節(jié)的變幾何進(jìn)氣道設(shè)計及分析
        3.4.1 非傳統(tǒng)激波封口的二元超聲速定幾何進(jìn)氣道設(shè)計
        3.4.2 變幾何進(jìn)氣道型面設(shè)計及調(diào)節(jié)規(guī)律
        3.4.3 數(shù)值仿真方法及校驗
        3.4.4 定幾何進(jìn)氣道流場分析
        3.4.5 Plan B變幾何進(jìn)氣道流場分析
        3.4.6 Plan C變幾何進(jìn)氣道流場分析
        3.4.7 Plan D變幾何進(jìn)氣道流場分析
        3.4.8 定/變幾何進(jìn)氣道性能對比分析
    3.5 小結(jié)
第四章 帶變幾何進(jìn)氣道的沖壓發(fā)動機(jī)性能分析
    4.1 引言
    4.2 沖壓發(fā)動機(jī)總體性能估算模型
        4.2.1 燃燒室性能計算模型
        4.2.2 噴管性能計算模型
        4.2.3 發(fā)動機(jī)總體性能計算模型
        4.2.4 發(fā)動機(jī)性能計算流程
    4.3 設(shè)計狀態(tài)激波封口的變幾何進(jìn)氣道沖壓發(fā)動機(jī)全流場仿真
        4.3.1 沖壓發(fā)動機(jī)燃燒室及噴管型面設(shè)計
        4.3.2 數(shù)值仿真方法
        4.3.3 定幾何進(jìn)氣道沖壓發(fā)動機(jī)全流場模擬結(jié)果及分析
        4.3.4 沖壓發(fā)動機(jī)整體性能估算模型驗證
        4.3.5 變幾何進(jìn)氣道沖壓發(fā)動機(jī)全流場模擬結(jié)果及對比分析
    4.4 帶外壓縮面調(diào)節(jié)的變幾何進(jìn)氣道沖壓發(fā)動機(jī)全流場仿真
        4.4.1 非典型定幾何進(jìn)氣道沖壓發(fā)動機(jī)全流場模擬結(jié)果及分析
        4.4.2 三種變幾何進(jìn)氣道沖壓發(fā)動機(jī)流場模擬
        4.4.3 帶定/變幾何進(jìn)氣道的沖壓發(fā)動機(jī)性能對比分析
    4.5 噴管協(xié)同調(diào)節(jié)的變幾何方案
        4.5.1 氣流完全膨脹的噴管調(diào)節(jié)規(guī)律
        4.5.2 噴管調(diào)節(jié)后的沖壓發(fā)動機(jī)流場仿真
    4.6 小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3657354