高壓捕獲翼是一種可以在高超聲速條件下同時獲得高升阻比、高容積率和高升力系數(shù)的新型布局概念。為初步分析該類新型布局的寬速域氣動特性,以一種圓錐-圓臺體組合高壓捕獲翼原理性構型為計算模型,以典型跨聲速條件(馬赫數(shù)0.92、0°攻角)為計算工況,進行了計算和分析。流場分析結果表明,在跨聲速流動條件下,機體與高壓捕獲翼之間存在比較強烈的氣動干擾,且干擾的強烈程度與高壓捕獲翼-機體間的垂向距離大小直接相關。與不帶捕獲翼的參考構型相比,增加捕獲翼會導致機體尾部分離區(qū)范圍增大,并在機體與捕獲翼之間的開放通道內形成類似于變截面收縮管的流動,致使沿流向方向出現(xiàn)了明顯的激波串,進而導致捕獲翼下表面壁面壓力出現(xiàn)較為明顯的波動。同時,由于機體和捕獲翼間的垂直距離沿展向方向逐漸增加,導致該波動在對稱面附近最為劇烈,然后隨展向位置逐漸增加,壓力波動逐漸減弱。

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【部分圖文】：

圖1高壓捕獲翼設計原理

高壓捕獲翼在高速流動條件下的設計原理如圖1所示[12]，圖中區(qū)域(1)為自由來流，高速來流經過機體上表面壓縮，產生第一道斜激波S1，在激波S1后壓力增加，流動方向與機體上表面平行，之后在捕獲翼的壓縮下形成第二道激波S2，使壓力獲得進一步提升，隨來流繼續(xù)前進，在機體尾部產生膨脹波，....

圖2構型三維視圖和三視圖

為突出重點，本文依據(jù)上述設計原理采用了一種簡化外形，使用一個圓錐-圓臺組合體作為概念機體，在其上方設置高壓捕獲翼，其外形為具有一定厚度的平板，前緣進行鈍化。外形主要參數(shù)如下：以機體長度為參考量，無量綱化的捕獲翼相對長度為0.431；相對寬度為0.333；相對厚度為2.667×10....

圖3縱向對稱面的壓力分布云圖

為驗證該構型的效果，在設計條件下對其流場進行了計算，條件如下：來流馬赫數(shù)為6.0，單位雷諾數(shù)為2.258×106/m，飛行攻角為0°。圖3給出了該構型在設計條件下的物面和縱向對稱面壓力云圖。從圖中可以看到，機體壓縮產生的激波打在捕獲翼前緣附近，并且反射激波剛好掠過機體最高點，符合....

圖4ONERAM6機翼網格示意圖

本文數(shù)值模擬基于三維可壓縮流動N-S方程，數(shù)值方法采用TVD(TotalVariationDiminishing）格式，時間推進選用隱式格式，湍流模型為SST模型。首先以ONERAM6機翼標模[17-18]對本文的CFD方法進行驗證。計算條件為來流馬赫數(shù)0.84，雷諾數(shù)為7....

本文編號：3912948