本文關(guān)鍵詞：彎曲激波壓縮面設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在高超聲速飛行器前體與進(jìn)氣道一體化設(shè)計(jì)時(shí),為了縮短壓縮面長度并保證前體附面層在壓縮面上的穩(wěn)定性,提出了一種新型的非常規(guī)壓縮面設(shè)計(jì)概念并研究了它的設(shè)計(jì)方法,利用該方法形成的彎曲壓縮型面可以產(chǎn)生彎曲激波。 本文分別采用理論分析、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究的方法對(duì)這種具有不同曲率的壓縮面型面進(jìn)行研究,并與等熵壓縮和常規(guī)的二維斜楔式壓縮進(jìn)行比較。文中主要研究了壓縮面在均勻來流條件下設(shè)計(jì)點(diǎn)與非設(shè)計(jì)點(diǎn)的氣動(dòng)性能,也簡略地分析了非均勻來流條件下設(shè)計(jì)點(diǎn)的氣動(dòng)性能。根據(jù)上述理論設(shè)計(jì)加工了 M5.3的彎曲壓縮面模型,分別進(jìn)行了 M5.3 和 M3.85 的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中,測(cè)量了壓縮面上的靜壓分布及壓縮面出口截面的皮托總壓分布,并拍攝了彎曲激波形態(tài)的紋影照片。 研究結(jié)果表明:彎曲激波壓縮型面有較小的初始?jí)嚎s角,可以減小前體附面層分離的危險(xiǎn);與等熵壓縮相比,壓縮面的長度可以減少 25%左右;壓縮面上的壓力沿流向接近等壓力梯度分布,低于等熵壓縮的最大壓力梯度,遠(yuǎn)低于二維斜楔式壓縮面上的最大壓力梯度。在不同的來流條件下及不同工作狀態(tài)下,彎曲壓縮面和彎曲激波壓縮系統(tǒng)的綜合性能較好。風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí),超聲速氣流在壓縮面上方形成了所期望的彎曲激波,激波面形態(tài)與數(shù)值模擬結(jié)果吻合,壁面壓力分布近似于等壓力梯度,出口的皮托總壓分布與數(shù)值模擬的結(jié)果相近。說明本文提出的彎曲激波壓縮型面的設(shè)計(jì)方案是可行的。
【關(guān)鍵詞】：高超聲速進(jìn)氣道 飛行器/發(fā)動(dòng)機(jī)一體化設(shè)計(jì) 非常規(guī)壓縮型面 彎曲激波 等壓力梯度
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：V229
【目錄】：

• 1 引言12-16
• 1.1 研究背景12-14
• 1.2 本文的研究工作14-16
• 2 平面二維壓縮面的設(shè)計(jì)16-28
• 2.1 單楔平面壓縮16-17
• 2.2 多道激波壓縮及最佳波系17-21
• 2.2.1 激波系損失計(jì)算17-18
• 2.2.2 最佳波系的Oswatitsch 理論18-19
• 2.2.3 給定總折角下的最佳波系19-20
• 2.2.4 壓縮面長度計(jì)算20-21
• 2.3 平面等熵壓縮型面設(shè)計(jì)21-27
• 2.4 彎曲激波壓縮的提出27-28
• 3 形成彎曲激波的壓縮面設(shè)計(jì)28-36
• 3.1 形成彎曲激波條件28-29
• 3.2 無粘流激波設(shè)計(jì)及EMANUEL 理論29-34
• 3.2.1 Emanuel 理論概述29
• 3.2.2 無初始?jí)嚎s楔板型面設(shè)計(jì)29-33
• 3.2.3 帶初始?jí)嚎s楔板的型面設(shè)計(jì)33-34
• 3.2.4 彎曲激波的形成條件34
• 3.3 二次曲面壓縮面+帶初始?jí)嚎s楔板設(shè)計(jì)34-36
• 4 彎曲激波性能分析36-59
• 4.1 無粘激波理論性能比較36-40
• 4.2 彎曲激波下游流場的有粘計(jì)算及分析40-51
• 4.2.1 計(jì)算模型的建立40
• 4.2.2 網(wǎng)格生成40-42
• 4.2.3 數(shù)值模擬的湍流模型及邊界條件42-43
• 4.2.4 粘性流場計(jì)算性能分析43-47
• 4.2.5 與常規(guī)進(jìn)氣道的性能比較47-51
• 4.3 彎曲激波形態(tài)的數(shù)學(xué)描述51-59
• 4.3.1 無粘彎曲激波形態(tài)51-55
• 4.3.2 FLUENT 有粘激波形態(tài)55-57
• 4.3.3 無粘激波面與FLUENT 有粘激波面的比較及關(guān)聯(lián)57-59
• 5 非設(shè)計(jì)點(diǎn)性能計(jì)算及分析59-65
• 5.1 計(jì)算結(jié)果曲線比較59-61
• 5.1.1 流場靜壓和激波形態(tài)59-60
• 5.1.2 沿壁面的靜壓分布60
• 5.1.3 唇口截面沿高度方向的靜壓分布60
• 5.1.4 唇口截面沿高度方向的總壓分布60-61
• 5.1.5 唇口截面沿高度方向的靜溫分布61
• 5.1.6 唇口截面沿高度方向的馬赫數(shù)分布61
• 5.2 數(shù)值計(jì)算結(jié)果比較61-65
• 6 非均勻來流性能分析65-68
• 7 彎曲壓縮型面模型實(shí)驗(yàn)68-81
• 7.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图皩?shí)驗(yàn)設(shè)備68-71
• 7.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/span>68-69
• 7.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工作流程69-71
• 7.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ土鲌龅臄?shù)值模擬71-74
• 7.3 風(fēng)洞吹風(fēng)結(jié)果與分析74-81
• 7.3.1 設(shè)計(jì)馬赫數(shù)5.3 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果74-77
• 7.3.2 非設(shè)計(jì)馬赫數(shù)3.85 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果77-81
• 8 結(jié)論81-83
• 致謝83-84
• 在學(xué)期間的研究成果84-85
• 參考文獻(xiàn)85-88
• 附錄88-105

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 向有志;張X元;王磊;高雄;;壁面壓升可控的高超軸對(duì)稱進(jìn)氣道優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2011年10期

2 張林;張X元;王磊;南向軍;向有志;;高超彎曲激波二維進(jìn)氣道初步研究[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2011年11期

3 鐘兢軍;嚴(yán)紅明;;高超聲速二維前體/進(jìn)氣道一體化優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J];節(jié)能技術(shù);2006年04期

4 李永洲;張X元;王磊;南向軍;張林;;基于二維曲面基準(zhǔn)流場的流線追蹤高超聲速進(jìn)氣道設(shè)計(jì)[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2012年09期

5 張林;張X元;王磊;南向軍;李永洲;;非均勻來流對(duì)新型高超彎曲激波二維進(jìn)氣道的影響[J];推進(jìn)技術(shù);2012年03期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王磊;張X元;蘇緯儀;向有志;周宏奎;;幾何可變彎曲激波壓縮型面設(shè)計(jì)概念[A];第十四屆全國激波與激波管學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 郝志鵬;高超音速邊界層轉(zhuǎn)捩的數(shù)值模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

2 向有志;高超軸對(duì)稱曲面壓縮系統(tǒng)的初步研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

3 楊國亮;曲面?zhèn)劝鍓嚎s的側(cè)壓式進(jìn)氣道研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年

4 甘寧鋼;寬馬赫數(shù)凹曲激波壓縮進(jìn)氣道型面變幾何研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

5 方興軍;控制出口速度分布的超聲速內(nèi)流通道反設(shè)計(jì)[D];南京航空航天大學(xué);2012年

6 王金光;二元高超聲速進(jìn)氣道阻力特性研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：彎曲激波壓縮面設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：416277