高超声速二元弯曲激波压缩面反设计方法的参数化研究 被引量：12

1

作者 王磊 张堃元 +2 位作者 向有志 南向军 苏纬仪 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期441-446,共6页

基于压力分布反设计高超声速进气道弯曲压缩面的方法,采用数值模拟按照正交设计原则,研究了壁面压力分布函数中各设计参数对激波长度比、出口压比、总压恢复系数、出口总压畸变和压缩面阻力系数等压缩性能的影响规律。结果表明:反设计... 基于压力分布反设计高超声速进气道弯曲压缩面的方法,采用数值模拟按照正交设计原则,研究了壁面压力分布函数中各设计参数对激波长度比、出口压比、总压恢复系数、出口总压畸变和压缩面阻力系数等压缩性能的影响规律。结果表明:反设计方法可准确设计出满足指定压力分布的弯曲压缩面;设计参数中压缩面中段压力梯度的大小(G2和G3)对压缩性能的影响最为显著。 展开更多

关键词 高超声速进气道 弯曲激波压缩 曲面压缩 反设计 敏感度分析

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高超声速飞行器前体压缩性能研究 被引量：6

2

作者 刘嘉 姚文秀 +1 位作者 雷麦芳 王发民 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期85-92,共8页

用数值模拟的方法研究了高超声速飞行器前体不同型面与进气性能的关系,分析了二级压缩构型在不同压缩角组合和来流攻角下的流场品质和产生的压缩效果。研究结果表明,对于高超声速飞行器,采用多级压缩的前体构型可以得到较好的预压缩效... 用数值模拟的方法研究了高超声速飞行器前体不同型面与进气性能的关系,分析了二级压缩构型在不同压缩角组合和来流攻角下的流场品质和产生的压缩效果。研究结果表明,对于高超声速飞行器,采用多级压缩的前体构型可以得到较好的预压缩效果和优良的流场品质;同时,攻角和不同的压缩角组合会对压缩性能产生影响。因此,采用多级压缩的前体构型、优化各级压缩角的组合是决定飞行器前体预压缩性能的重要因素,同时也是开展前体/发动机一体化设计的关键。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 一体化设计 压缩性

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展向压力分布可控的前体/压缩面气动设计方法及其流动特性 被引量：4

3

作者 蔡佳 黄河峡 +3 位作者 唐学斌 谭慧俊 李超 吕靖昊 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期66-76,共11页

为了诱导高超声速前体/压缩面近壁低能流形成强展向流动,提出了一种基于展向压力分布可控的高超声速前体/压缩面一体化气动设计方法。其基本原理为:给定外锥波后流场中某一个站位的展向压力分布,通过坐标变换求得对应点的空间位置,再基... 为了诱导高超声速前体/压缩面近壁低能流形成强展向流动,提出了一种基于展向压力分布可控的高超声速前体/压缩面一体化气动设计方法。其基本原理为:给定外锥波后流场中某一个站位的展向压力分布,通过坐标变换求得对应点的空间位置,再基于流线追踪方法获得前体/压缩面的气动型面。研究结果表明:展向压力梯度是诱导前体/压缩面低能流排移的主导机制;在设计点(Ma=7.0、H=28 km)条件下,常规前体的展向压力梯度主要集中在一级压缩面,可在一级压缩面上形成偏转角3°左右的展向流动,但在后续压缩面上则展向流动较弱;相比常规前体,采用展向压力分布可控的前体,可以使0°~40°扇形角范围内的展向压力梯度增强7倍左右,并使一级压缩面上低能流偏转角增大5°左右,同时使二级和三级压缩面上展向压力梯度显著增加,综合效果可使诱导的低能流偏转角相比于常规前体的可增大7°左右,边界层厚度可降低超过20%,进气道扇形区内的总压恢复系数提高1.56%。 展开更多

关键词 展向压力分布 高超声速前体/压缩面 低能流排移 边界层厚度 展向流动

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二元高超声速进气道内压缩通道/隔离段曲面构型 被引量：11

4

作者 张晓嘉 梁德旺 黄国平 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期49-53,共5页

对于二元高超声速进气道内压缩通道及隔离段设计,提出了进气道下壁弧形曲面构型方案。在一系列不同收缩比、不同波系配置的平面构型进气道基础上,通过基于N-S方程的数值模拟研究了不同半径的弧形过渡曲面对进气道性能的影响。发现采用... 对于二元高超声速进气道内压缩通道及隔离段设计,提出了进气道下壁弧形曲面构型方案。在一系列不同收缩比、不同波系配置的平面构型进气道基础上,通过基于N-S方程的数值模拟研究了不同半径的弧形过渡曲面对进气道性能的影响。发现采用弧形曲面过渡可以削弱平面构型方案对气流不必要的膨胀,减小隔离段进口处上侧壁面高压,改善隔离段进口气流均匀性。新构型有助于降低起动马赫数,且弧形过渡半径越大,收缩比越大,降低的程度越明显;还可以大大提高进气道的总压恢复,无须最后一道内压激波打在下壁面肩点上即可获得较高的性能。 展开更多

关键词 高超声速进气道 数值仿真 内压式进气道 隔离器 曲面 构型

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可压缩性修正湍流模型的高超声速飞行器流场模拟研究 被引量：4

5

作者 刘海涌 刘朝阳 刘存良 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期770-775,共6页

采用经可压缩修正后的标准k-ε湍流模型对一类高超声速飞行器模型的气动特性进行了研究。计算中主要考虑了马赫数和飞行攻角的影响。计算结果表明,通过可压缩性修正,标准k-ε湍流模型能准确捕捉激波结构和复杂的压力变化规律;在激波系... 采用经可压缩修正后的标准k-ε湍流模型对一类高超声速飞行器模型的气动特性进行了研究。计算中主要考虑了马赫数和飞行攻角的影响。计算结果表明,通过可压缩性修正,标准k-ε湍流模型能准确捕捉激波结构和复杂的压力变化规律;在激波系和预压缩面间构成的流动域内形成了高压均匀流动,实现了飞行器设计目标;在激波结构和激波发展趋势方面,计算结果和实验数据符合得很好,而两者在前体预压缩面上的压比值方面略有差异;经可压缩性修正后湍流模型的计算结果要明显优于原始湍流模型,可作为高超声速气动计算的有效方法。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 湍流模型 预压缩面 激波

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不同攻角下高超声速二元进气道性能研究 被引量：3

6

作者 陈景昊 周树平 张文锋 《火箭推进》 CAS 2014年第5期20-23,91,共5页

针对高超声速二维混压进气道,以最大总压恢复系数为目标,基于多楔面内收缩段设计原理,利用多楔角方法设计内收缩段长度和出口高度等。通过比较不同攻角下二元进气道总压恢复系数、流场及启动情况等多方面特性,验证了改变攻角对进气道启... 针对高超声速二维混压进气道,以最大总压恢复系数为目标,基于多楔面内收缩段设计原理,利用多楔角方法设计内收缩段长度和出口高度等。通过比较不同攻角下二元进气道总压恢复系数、流场及启动情况等多方面特性,验证了改变攻角对进气道启动特性改善的效果。 展开更多

关键词 高超声速进气道 多楔面内收缩段 多楔面设计

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基于再起动特性优化的高超声速进气道设计 被引量：1

7

作者 游进 夏智勋 +1 位作者 刘冰 王登攀 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期38-42,151,共6页

对不同内收缩段设计的高超声道流场进行了数值仿真研究,考查了下壁面水平倾角对进气道各性能参数特别是再起动特性的影响。结果表明,减小进气道不起动流场大规模分离区尾部所在下壁面的水平倾角,可以显著提高不起动流场的性能,大幅降低... 对不同内收缩段设计的高超声道流场进行了数值仿真研究,考查了下壁面水平倾角对进气道各性能参数特别是再起动特性的影响。结果表明,减小进气道不起动流场大规模分离区尾部所在下壁面的水平倾角,可以显著提高不起动流场的性能,大幅降低再起动马赫数,但也带来内收缩段长度增加,起动流场性能降低的缺点。为兼顾两者性能,提出了一种新的内收缩段下壁面设计方案,该设计前段采用凹面收缩段,后段接以水平倾角更小的平直段。与原型相比,新设计的长度不变,起动流场的性能波动较小;而再起动马赫数则由9.4降为8,再起动特性改善效果明显。 展开更多

关键词 高超声速进气道 再起动特性 内收缩段设计 大规模分离区

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高超声速进气道曲面压缩技术综述 被引量：11

8

作者 张堃元 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2227-2235,共9页

高超声速曲面压缩系统能够同时利用弯曲激波和等熵波压缩来流,具有良好的综合性能,本文简要回顾了相关研究取得的成果,分析了这种新型压缩方式的流动特征,总结了基于曲面压缩概念提出的多种流场设计方法,重点介绍了其中根据出口截面或... 高超声速曲面压缩系统能够同时利用弯曲激波和等熵波压缩来流,具有良好的综合性能,本文简要回顾了相关研究取得的成果,分析了这种新型压缩方式的流动特征,总结了基于曲面压缩概念提出的多种流场设计方法,重点介绍了其中根据出口截面或壁面上气动参数实现的流场反设计以及在高超声速进气道设计中的应用研究,同时指出了三维流场的反设计、粘性条件下的反设计等有待深入研究的问题。 展开更多

关键词 高超声速进气道 反设计 曲面压缩系统 弯曲激波压缩系统 变几何进气道 综述

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类HTV-2控制翼诱导高超声速层流分离数值研究 被引量：1

9

作者 陈政 倪招勇 王军旗 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期514-517,共4页

针对类HTV-2控制翼诱导的局部层流分离开展了研究工作。结合实验结果,数值模拟了类HTV-2控制翼诱导的层流分离流动特性,发现其分离形态呈扁长尖形,分离区内存在一对反向对称旋涡,此类分离与矩形平板/三维楔诱导分离形式不同,前体形状对... 针对类HTV-2控制翼诱导的局部层流分离开展了研究工作。结合实验结果,数值模拟了类HTV-2控制翼诱导的层流分离流动特性,发现其分离形态呈扁长尖形,分离区内存在一对反向对称旋涡,此类分离与矩形平板/三维楔诱导分离形式不同,前体形状对控制翼诱导层流分离具有重要影响。研究了类HTV-2控制翼诱导分离随偏转角的变化规律,受前体横流效应影响,控制翼前物面流动从两侧向中间聚拢,翼前逆压梯度增大,即使在5°小偏转角仍诱导分离,该现象与实验相符,较以往对典型矩形平板/三维楔层流分离初始分离角的认识不同。 展开更多

关键词 高超声速 控制翼 层流分离 前体影响 数值模拟

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高超可调进气道弹性压缩面自适应无源控制概念研究 被引量：4

10

作者 杨顺凯 张堃元 王磊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1633-1639,共7页

针对二元高超声速进气道，探索了一种在Ma=4.0-6.0，弹性可调压缩面自适应无源控制的设计概念。采用流固耦合的计算方法，研究弹性变厚度压缩面随来流静压改变的变形和气动性能的变化规律。计算结果表明，与定几何进气道相比，这种新概... 针对二元高超声速进气道，探索了一种在Ma=4.0-6.0，弹性可调压缩面自适应无源控制的设计概念。采用流固耦合的计算方法，研究弹性变厚度压缩面随来流静压改变的变形和气动性能的变化规律。计算结果表明，与定几何进气道相比，这种新概念的自适应无源控制方法，可显著提升进气道在Ma=4.0-6.0的气动性能。在非设计点Ma=4.0和Ma=5.0下，流量系数可增加11.8%和14.6%，出口总压恢复系数也有所提升。由此证明，所提出的弹性压缩面自适应无源控制的概念在理论上是可行的，且有助于提高非设计点进气道性能。 展开更多

关键词 高超声速进气道 弹性可调 自适应无源控制 流固耦合 变厚度压缩面

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基于马赫线切割的楔形乘波前体改进设计研究 被引量：1

11

作者 吕宇超 胡姝瑶 蒋崇文 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1696-1702,共7页

为了改善楔形乘波前体两侧大下反角对其横航向静稳定性的不利影响,利用马赫线切割方法对其进行了改进设计。该方法为在不影响进气道入流的条件下,对前体预压缩面的改进提供了基础。通过斜激波关系式求出了后掠斜楔激波脱体的临界参数,... 为了改善楔形乘波前体两侧大下反角对其横航向静稳定性的不利影响,利用马赫线切割方法对其进行了改进设计。该方法为在不影响进气道入流的条件下,对前体预压缩面的改进提供了基础。通过斜激波关系式求出了后掠斜楔激波脱体的临界参数,将其应用于楔形乘波前体的改进,使改进后的外形仍具有乘波特性。使用以上方法对典型楔形乘波前体开展了改进设计,采用数值模拟方法对改进外形进行计算分析。结果表明无粘流场中进气道入流区域的流场与原楔形乘波前体完全一致,无粘升阻比有所提高;同时,改进外形的横航向静稳定性与原楔形乘波体相比有明显改善。粘性数值模拟结果显示改进外形在有粘条件下仍具有较好的乘波特性和升阻比。 展开更多

关键词 乘波前体 马赫线切割 进气道流动 改进设计

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