本文采用數值仿真的方法對二元高超聲速前體/進氣道一體化設計技術開展了研究,給出了基于圓錐截線、流線追蹤和乘波-楔形組合的三種前體/進氣道設計方法及流程,并對相關幾何控制變量對氣動性能的影響開展了三維數值仿真分析。首先,設計了一種前體/進氣道二維構型,開展了二維數值仿真研究。研究表明:進氣道在不同來流馬赫數Ma∞和飛行攻角α下,流動通道內無大分離,隨著來流馬赫數和飛行攻角的增加,前體/進氣道靜壓比、流量系數逐漸增大,而總壓恢復系數減小。其次,在前體/進氣道二維型面基礎上,給出了以二次有理Bezier形式圓錐截線為橫向截面控制曲線的前體設計方法,并對不同幾何控制變量對前體/進氣道氣動性能的影響開展了三維數值模擬研究,結果顯示:在研究范圍內,增大寬度比W₁/W₀、形狀參數ρ_CD與水平控制曲線次數n,減小角度β_DG、角度β_CG,可減小前體展向壓力梯度,減小橫向溢流,提高前體/進氣道的內流性能;增大角度β_(CF),減小形狀參數ρ₍

【文章頁數】：142 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內外研究動態(tài)
        1.2.1 高超聲速飛行器
        1.2.2 乘波體
        1.2.3 前體/進氣道一體化
    1.3 本文的主要研究內容
第二章 前體/進氣道二維型面設計及氣動特性分析
    2.1 物理模型、網格及計算方法
    2.2 設計狀態(tài)下的進氣道二維氣動特性
    2.3 不同來流馬赫數下的進氣道二維氣動特性
        2.3.1 不同來流馬赫數下的進氣道波系結構
        2.3.2 不同來流馬赫數下的進氣道氣動性能
    2.4 不同飛行攻角下的進氣道二維氣動特性
        2.4.1 不同飛行攻角下的進氣道波系結構
        2.4.2 不同飛行攻角下的進氣道氣動性能
    2.5 小結
第三章 基于圓錐截線的前體/進氣道設計方法及氣動特性研究
    3.1 常見圓錐截線的數學表達形式
    3.2 基于圓錐截線的前體/進氣道設計方法
    3.3 前體寬度比W₁/W₀對前體/進氣道氣動性能的影響
        3.3.1 前體/進氣道物理模型、網格及計算方法
        3.3.2 前體寬度比W₁/W₀對前體/進氣道波系結構的影響
        3.3.3 前體寬度比W₁/W₀對前體/進氣道氣動性能參數的影響
    3.4 前體形狀參數 ρ_CD對進氣道氣動性能的影響
        3.4.1 前體/進氣道物理模型、網格及計算方法
        3.4.2 前體形狀參數 ρ_CD對前體/進氣道波系結構的影響
        3.4.3 前體形狀參數 ρ_CD對前體/進氣道氣動性能參數的影響
    3.5 前體角度 β_DG對進氣道氣動性能的影響
        3.5.1 前體/進氣道物理模型、網格及計算方法
        3.5.2 前體角度 β_DG對前體/進氣道波系結構的影響
        3.5.3 前體角度 β_DG對前體/進氣道氣動性能參數的影響
    3.6 前體角度 β_CG對進氣道氣動性能的影響
        3.6.1 前體/進氣道物理模型、網格及計算方法
        3.6.2 前體角度 β_CG對前體/進氣道波系結構的影響
        3.6.3 前體角度 β_CG對前體/進氣道氣動性能參數的影響
    3.7 前體角度 β_CF對進氣道氣動性能的影響
        3.7.1 前體/進氣道物理模型、網格及計算方法
        3.7.2 前體角度 β_CF對前體/進氣道波系結構的影響
        3.7.3 前體角度 β_CF對前體/進氣道氣動性能參數的影響
    3.8 前體形狀參數 ρ_BC對進氣道氣動性能的影響
        3.8.1 前體/進氣道物理模型、網格及計算方法
        3.8.2 前體形狀參數 ρ_BC對前體/進氣道波系結構的影響
        3.8.3 前體形狀參數 ρ_BC對前體/進氣道氣動性能參數的影響
    3.9 前體控制曲線次數n對進氣道氣動性能的影響
        3.9.1 前體/進氣道物理模型、網格及計算方法
        3.9.2 前體控制曲線次數n對前體/進氣道波系結構的影響
        3.9.3 前體控制曲線次數n對前體/進氣道氣動性能參數的影響
    3.10 不同來流馬赫數下的前體/進氣道氣動性能
        3.10.1 不同來流馬赫數下的前體/進氣道波系結構
        3.10.2 不同來流馬赫數下的前體/進氣道氣動性能參數
    3.11 不同飛行攻角下的前體/進氣道氣動性能
        3.11.1 不同飛行攻角下的前體/進氣道波系結構
        3.11.2 不同飛行攻角下的前體/進氣道氣動性能參數
    3.12 小結
第四章 基于流線追蹤的乘波前體/進氣道設計及氣動特性研究
    4.1 基于流線追蹤的前體/進氣道氣動設計
    4.2 前體寬度比W₁/W₀對進氣道氣動性能的影響
        4.2.1 前體/進氣道物理模型、網格及計算方法
        4.2.2 前體寬度比W₁/W₀對前體/進氣道波系結構的影響
        4.2.3 前體寬度比W₁/W₀對前體/進氣道氣動性能參數的影響
    4.3 角度 θ 對進氣道氣動性能的影響
        4.3.1 前體/進氣道物理模型、網格及計算方法
        4.3.2 前體角度 θ 對前體/進氣道波系結構的影響
        4.3.3 前體角度 θ 對前體/進氣道氣動性能參數的影響
    4.4 前體控制曲線次數n_down對進氣道氣動性能的影響
        4.4.1 前體/進氣道物理模型、網格及計算方法
        4.4.2 前體控制曲線次數n_down對前體/進氣道波系結構的影響
        4.4.3 前體控制曲線次數n_down對前體/進氣道氣動性能參數的影響
    4.5 控制曲線次數n_up對進氣道氣動性能的影響
        4.5.1 前體/進氣道物理模型、網格及計算方法
        4.5.2 前體控制曲線次數n_up對前體/進氣道波系結構的影響
        4.5.3 前體控制曲線次數n_up對前體/進氣道氣動性能參數的影響
    4.6 小結
第五章 基于乘波-楔形組合的前體/進氣道氣動設計及性能研究
    5.1 基于乘波-楔形組合的前體/進氣道氣動設計
    5.2 不同直切起始位置對乘波-楔形組合前體/進氣道的氣動性能的影響
        5.2.1 前體/進氣道物理模型、網格及計算方法
        5.2.2 不同直切起始位置對乘波-楔形組合前體/進氣道波系結構的影響
        5.2.3 不同直切起始位置對乘波-楔形組合前體/進氣道氣動性能參數的影響
    5.3 不同階梯切起始位置的乘波-楔形組合前體/進氣道的氣動特性
        5.3.1 前體/進氣道物理模型、網格及計算方法
        5.3.2 不同階梯切起始位置對乘波-楔形組合前體/進氣道波系結構的影響
        5.3.3 不同階梯切起始位置對乘波-楔形組合前體/進氣道氣動性能參數的影響
    5.4 小結
第六章 結論與展望
    6.1 本文的主要結論
    6.2 工作展望
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文
附錄
    1. 進氣道二維流動的氣動性能
    2. 基于圓錐截線的前體/進氣道的氣動性能
    3. 基于流線追蹤的乘波前體/進氣道的氣動性能
    4. 基于乘波-楔形組合的前體/進氣道的氣動性能



本文編號：3743176