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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基于壁面压力分布的二元高超声速弯曲激波压缩进气道反设计与优化方法 被引量：9

2

作者 王磊 张堃元 +2 位作者 金志光 张林 李永洲 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1601-1605,共5页

为进一步提高高超声速进气道的性能,发展了通过指定压力分布规律来反设计整个二元进气道的方法,实现了气动参数可控的进气道内外压缩一体化设计,建立了基于Isight软件的进气道自动化设计分析和优化平台。初步的研究表明,使用此设计方法... 为进一步提高高超声速进气道的性能,发展了通过指定压力分布规律来反设计整个二元进气道的方法,实现了气动参数可控的进气道内外压缩一体化设计,建立了基于Isight软件的进气道自动化设计分析和优化平台。初步的研究表明,使用此设计方法,能够得到综合性能优秀的进气道设计方案,该方案在来流马赫数6下喉道总压恢复系数为0.68,在来流马赫数4时流量系数达0.77。 展开更多

关键词 高超声速进气道 弯曲激波压缩 气动反设计 多目标优化

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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

3

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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非均匀来流下等压力梯度曲面压缩系统的试验研究 被引量：3

4

作者 潘瑾 金峰 张堃元 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1593-1600,共8页

根据激波和膨胀波理论,设计了Ma=5.3等压力梯度曲面压缩系统。在Ma=3.85和Ma=5.3的小高超风洞完成均匀来流试验,并利用风洞壁面自然发展的附面层进行非均匀来流等压力梯度曲面压缩系统性能试验。试验发现:均匀来流下,试验模型壁面压力... 根据激波和膨胀波理论,设计了Ma=5.3等压力梯度曲面压缩系统。在Ma=3.85和Ma=5.3的小高超风洞完成均匀来流试验,并利用风洞壁面自然发展的附面层进行非均匀来流等压力梯度曲面压缩系统性能试验。试验发现:均匀来流下,试验模型壁面压力均按照等压力梯度规律分布,但来流马赫数Ma=5.3时出口流场均匀性较差;非均匀来流下,大量的附面层吸入不仅影响壁面压力不再呈等压力梯度分布,而且对出口流场均匀性影响也极大。 展开更多

关键词 超声速进气道 曲面压缩 等压力梯度 弯曲激波 风洞试验

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高超声速二元弯曲激波压缩流场性能分析 被引量：2

5

作者 王磊 张堃元 +1 位作者 苏纬仪 金志光 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期764-771,共8页

为了探索弯曲激波压缩流场性能所能达到的范围,分别在无粘和粘性条件下,通过多目标优化设计和抽样计算获取了高性能弯曲激波压缩方案,并与传统的压缩方式进行了对比。研究结果表明:(1)无粘条件下流场多目标优化Pareto最优解集中存在长... 为了探索弯曲激波压缩流场性能所能达到的范围,分别在无粘和粘性条件下,通过多目标优化设计和抽样计算获取了高性能弯曲激波压缩方案,并与传统的压缩方式进行了对比。研究结果表明:(1)无粘条件下流场多目标优化Pareto最优解集中存在长度、压缩效率、低马赫数流量系数等性能参数均优于等激波强度三楔压缩的方案;(2)粘性条件下压比均为8.29(1±0.5%)时,弯曲激波压缩流场与等熵压缩流场相比,长度缩短了35%;与等激波强度三楔压缩流场相比,长度缩短了8%,总压恢复系数大小相当,来流马赫数4时流量系数高6%;与斜楔-等熵压缩相比,总压恢复系数仅相差1.1%,而来流马赫数4时流量系数提高了6%;其出口截面附面层厚度、附面层形状因子均低于其他压缩方式。 展开更多

关键词 高超声速进气道 弯曲激波压缩 气动反设计 多目标优化

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高超声速进气道曲面压缩技术综述 被引量：11

6

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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基于遗传算法的高超声速曲面压缩进气道反设计 被引量：1

7

作者 苏纬仪 张堃元 金志光 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期601-605,共5页

结合计算流体力学和遗传算法,建立了一种高超声速曲面压缩进气道的反设计方法。根据压力分布反设计了压缩型面。结果表明,该曲面压力分布与目标压力分布符合良好,从而验证了反设计方法的正确性。采用此反设计方法,设计了某高超声速曲面... 结合计算流体力学和遗传算法,建立了一种高超声速曲面压缩进气道的反设计方法。根据压力分布反设计了压缩型面。结果表明,该曲面压力分布与目标压力分布符合良好,从而验证了反设计方法的正确性。采用此反设计方法,设计了某高超声速曲面压缩进气道,并和等熵压缩二维进气道进行了比较。研究发现,在其它性能参数几乎相等情况下,曲面压缩进气道总压恢复较等熵压缩基准进气道提高9.7%,长度缩短5.6%。吞入23mm前体附面层后,基准进气道不起动,而曲面压缩进气道总压恢复系数仅下降5.4%,表现出良好的吞附面层能力。 展开更多

关键词 高超声速进气道 曲面压缩 反设计 遗传算法 HLLE格式

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高超二元曲面压缩进气道前缘激波特性分析 被引量：2

8

作者 高雄 李大进 +1 位作者 朱守梅 满延进 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1153-1157,共5页

不同的二元进气道前缘激波压缩方式直接影响进气道性能参数,尤其是流量系数。详细分析研究了两种类型的高超二元曲面压缩进气道前缘激波随攻角和来流马赫数变化的特性。计算结果显示,对于初始楔加等熵压缩的二元曲面进气道,在给定的初... 不同的二元进气道前缘激波压缩方式直接影响进气道性能参数,尤其是流量系数。详细分析研究了两种类型的高超二元曲面压缩进气道前缘激波随攻角和来流马赫数变化的特性。计算结果显示,对于初始楔加等熵压缩的二元曲面进气道,在给定的初始楔角下,随着进气道攻角的增大前缘激波与压缩面之间的夹角先减小后增大,随着来流马赫数的增大,前缘激波与压缩面之间的夹角减小;而对于等压力梯度分布控制的弯曲激波压缩二元曲面进气道,随着进气道攻角或来流马赫数的增加,前缘激波与压缩面间的夹角都增大。通过理论和计算分析表明,是斜激波与马赫波不同的相交模式造成了两种曲面压缩进气道的前缘激波随进气道攻角和来流马赫数变化的特性不同。 展开更多

关键词 高超声速 进气道 弯曲激波 等熵压缩 超额定状态

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等压力梯度曲面压缩系统性能参数化分析

9

作者 潘瑾 金峰 张堃元 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 2013年第8期26-31,40,共7页

根据激波和膨胀波理论,设计了等压力梯度曲面压缩系统并进行试验验证。数值分析了来流条件和曲面设计参数对等压力梯度曲面压缩系统性能的影响。通过研究发现:初始压缩角对等压力梯度曲面压缩系统的性能影响较大。给出了等压力梯度曲面... 根据激波和膨胀波理论,设计了等压力梯度曲面压缩系统并进行试验验证。数值分析了来流条件和曲面设计参数对等压力梯度曲面压缩系统性能的影响。通过研究发现:初始压缩角对等压力梯度曲面压缩系统的性能影响较大。给出了等压力梯度曲面及其弯曲激波型线预估公式,并由试验验证了激波型线的最大相对误差为4.8%。 展开更多

关键词 超声速进气道 曲面压缩 等压力梯度 弯曲激波 数值分析

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二元低音爆超声速进气道的流动特性研究 被引量：2

10

作者 饶彩燕 谭慧俊 张悦 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期975-982,共8页

为了揭示低音爆进气道的特殊流动机理,设计了一种新型二元低音爆超声速进气道,其具有零度角唇罩和发散等熵压缩前体这两个典型特征,并通过仿真手段获得了其在典型状态下的流场结构和工作特性。结果表明:由于唇罩内侧倾角过大,在低来流... 为了揭示低音爆进气道的特殊流动机理,设计了一种新型二元低音爆超声速进气道,其具有零度角唇罩和发散等熵压缩前体这两个典型特征,并通过仿真手段获得了其在典型状态下的流场结构和工作特性。结果表明:由于唇罩内侧倾角过大,在低来流马赫数下(Ma∞=1.8,2.0),低音爆进气道在口部产生了唇罩弯曲激波及相应的局部亚声速区,这一流动结构的存在使其在临界状态下的总压恢复系数与外压式进气道相比分别降低了2.3%和5.5%;而在高来流马赫数下(Ma∞=2.5),唇罩激波在肩部下游诱导出一个大的分离包,该分离包使得低音爆进气道的性能随下游堵塞度的变化变得敏感。由于本文设计的低音爆进气道外唇罩角为0°,其音爆水平与外压式进气道相比显著降低,其中其音爆在设计马赫数的通流状态下减小了98.6%。此外,进气道的音爆还与其工作状态相关,进气道的溢流程度越大、超声速来流的马赫数越低,音爆水平则越高。 展开更多

关键词 低音爆 超声速进气道 发散等熵压缩 零度角唇罩 弯曲激波 局部亚声速区

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高超声速飞行器一体化方法研究 被引量：2

11

作者 黄笠舟 施崇广 +2 位作者 郑晓刚 李怡庆 尤延铖 《航空发动机》 北大核心 2019年第6期28-34,共7页

针对高超声速飞行器一体化设计方法现状的分析,阐明了吸气式发动机与乘波体飞行器之间高效的一体化对于高超声速飞行的重要作用,并从理论、原理、设计方法3方面进行介绍。在激波理论方面,通过从直线激波的求解拓展到二次曲面激波的求解,... 针对高超声速飞行器一体化设计方法现状的分析,阐明了吸气式发动机与乘波体飞行器之间高效的一体化对于高超声速飞行的重要作用,并从理论、原理、设计方法3方面进行介绍。在激波理论方面,通过从直线激波的求解拓展到二次曲面激波的求解,为3维曲面激波的研究提供了帮助;在乘波原理方面,将乘波原理从外流乘波拓展到内流乘波,继而提出1种兼顾内外流需求的双乘波原理,深化了乘波原理的内涵;在设计方法方面,对于基本流场的气动设计问题,提出更加高效的一体化气动反设计方法。综上分析并归纳出准3维内外流一体化乘波理论与方法,从而在现有“准3维”研究体系上,构建并完善了全3维内外流一体化乘波理论与方法,对于复杂3维超声速内外流一体化设计技术的发展具有一定借鉴作用。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 一体化设计 乘波体 进气道 曲面激波 双乘波原理 气动反设计 航空发动机

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