發(fā)布時間：2022-01-27 23:44

　　針對連續(xù)伴隨方法,開展在二維高超聲速進氣道優(yōu)化中的應用研究。進氣道構型采用基于特征線法設計的曲面壓縮進氣道,運用自由曲面變形FFD方法對進氣道外壓縮面參數(shù)化控制,在黏性情況下基于連續(xù)伴隨方法以進氣道流量為目標開展優(yōu)化研究。采用三套網(wǎng)格研究外壓縮面壁面靈敏度的影響因素,結果表明壁面靈敏度對邊界層網(wǎng)格依賴性較強;通過有限差分法對連續(xù)伴隨方法得到的目標函數(shù)梯度進行驗證�；谝陨戏椒ê徒Y論,采用擬牛頓BFGS方法以進氣道流量為目標函數(shù)對外壓縮面優(yōu)化,優(yōu)化后唇口處入射激波實現(xiàn)封口,外壓縮面最大法向位移為5.6mm,進氣道流量提高6.3%,整體性能得到提升。優(yōu)化結果表明,伴隨方法可有效應用于高超聲速進氣道優(yōu)化。 

【文章來源】：空氣動力學學報. 2020,38(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

0 優(yōu)化前后外壓縮型面和壓力系數(shù)分布

二維曲面壓縮進氣道設計采用特征線理論[18]，根據(jù)求解問題類型的不同，進氣道分為4個區(qū)進行反設計：前緣激波依賴區(qū)（A區(qū)）、主壓縮區(qū)（B區(qū)）、末端激波依賴區(qū)（C區(qū)）和穩(wěn)定區(qū)（D區(qū)）（圖1）。A區(qū)的求解依賴于來流條件、初始壓縮角和壁面壓升規(guī)律，B區(qū)的求解依賴于A區(qū)出口參數(shù)分布和壁面壓升規(guī)律，C區(qū)的求解依賴于B區(qū)出口參數(shù)分布并在肩點c處實現(xiàn)反射激波消波，D區(qū)對氣流方向進一步梳理。設計時，給定的設計馬赫數(shù)為6.3，設計高度為27km，初始壓縮角為6°，壁面壓升規(guī)律選擇雙曲正切函數(shù)。設計得到的進氣道總長為L=849.8mm，捕獲高度為H=139.1mm。圖2給出了特征線方法和Euler方程計算得到的進氣道流場馬赫數(shù)分布，Euler方程計算得到的流場結構與特征線方法符合較好，在Euler方程計算結果中，內(nèi)壓縮段肩點c處出現(xiàn)了微弱的反射波。圖2 特征線法和Euler方程計算結果

特征線法和Euler方程計算結果

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于伴隨方程的網(wǎng)格自適應及誤差修正[J]. 崔鵬程,鄧有奇,唐靜,李彬.  航空學報. 2016(10)
[2]基于伴隨方程和自由變形技術的跨聲速機翼氣動設計方法研究[J]. 白俊強,陳頌,華俊,孫智偉,黃江濤.  空氣動力學學報. 2014(06)
[3]吸氣式高超聲速飛行器機體推進一體化技術研究進展[J]. 吳穎川,賀元元,賀偉,樂嘉陵.  航空學報. 2015(01)

碩士論文
[1]基于特征線理論的流線追蹤內(nèi)轉(zhuǎn)向進氣道設計方法研究[D]. 衛(wèi)鋒.國防科學技術大學 2012



本文編號：3613294