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高超声速进气道的性能计算与分析

专 业: 力学
关键词: 高超声速 进气道 算例校验 数值模拟 性能分析 溢流特性
分类号: V411.4  V211.48  V43
形 态: 共 116 页 约 75,980 个字 约 3.634 M内容
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内容摘要


伴随着航空宇航技术的研究及应用的不断发展,高超声速飞行器的研制逐渐步入高潮。

高超声速进气道是高超声速吸气式推进系统的重要组成部分,对实现高超声速飞行起着关键作用。

本文基于Favre质量加权平均的三维Navier-Stokes方程,采用有限体积法、二阶的TVD格式进行流场求解,并使用了Bladwin-Lomax代数湍流模型。

建立了应用隐式LU-SGS方法的三维定常流动模拟程序,可用于求解超声速/高超声速粘性复杂流场。

利用国外文献公布的二维进气道实验结果和本课题组侧压式进气道炮风洞实验获得的实验数据对本文的计算方法进行了校验,证明了本文所采用的方法应用于高超声速进气道计算的可行性和可靠性。

然后对二维压缩、轴对称压缩和侧压式进气道的性能进行了计算,分析了进气道在设计状态和非设计状态的性能。

定义了侧压进气道的两种溢流模态,阐述了两种溢流的成因,对构型溢流和压差溢流进行了理论分析和数值计算。

阐明了侧板后掠的侧压进气道设计参数对构型溢流影响;对不同侧板配置方式的侧压式进气道进行了数值模拟,通过对比分析,发现由唇口板的位置所决定的溢流窗面积的大小对进气道溢流特性的影响显著..……

全文目录


摘要
第一章 引言
1.1 高超声速进气道的研究背景
1.2 国内外高超声速进气道研究历程及最新进展
1.2.1 国际高超声速进气道研究历程和最新进展
1.2.2 国内高超声速进气道研究现状
1.3 本文的工作
第二章 高超声速进气道的特征和研究方法
2.1 高超声速进气道的设计目标
2.2 高超声速进气道的构型及特点
2.2.1 轴对称类型
2.2.2 二维压缩类型
2.2.3 侧向压缩类型
2.2.4 非常规型面压缩类型
2.3 高超声速进气道的研究手段及研究难点
2.3.1 高超声速进气道的研究手段方法
2.3.2 高超声速进气道研究的难点
第三章 数值模拟方法
3.1 控制方程
3.1.1 三维Navier-Stokes 方程组
3.1.2 无量纲化说明
3.2 湍流的数值模拟和湍流模型
3.2.1 湍流数值模拟的三种方法
3.2.2 湍流模型与Bladwin-Lomax 代数湍流模型
3.3 有限体积方法
3.4 LU-SGS 数值方法
3.5 流场初始条件与边界条件
3.5.1 流场初始条件
3.5.2 边界条件
第四章 二维压缩高超声速进气道的流场计算与分析
4.1 二维压缩进气道的构型和设计
4.2 算例验证
4.2.1 物理模型
4.2.2 网格划分及边界条件
4.2.3 计算结果与分析
4.3 二维压缩进气道的流场计算和性能分析
4.3.1 物理模型
4.3.2 网格划分及边界条件
4.3.3 计算结果与分析
4.4 二维压缩进气道的三维流动特性
第五章 轴对称压缩高超声速进气道的流场计算与分析
5.1 轴对称压缩进气道的特点及在军事上的应用
5.2 中心锥设计的特征线法
5.3 单锥角轴对称压缩进气道的流场计算和性能分析
5.3.1 物理模型
5.3.2 网格划分及边界条件
5.3.3 计算结果与分析
5.4 轴对称压缩进气道的攻角特性
第六章 侧压式高超声速进气道的流场计算与分析
6.1 侧压进气道主要设计参数
6.1.1 高超声速侧压式进气道的构型
6.1.2 侧压式进气道主要构型参数对性能影响规律分析
6.2 纯侧压进气道的测压试验和算例校验
6.2.1 侧压式进气道炮风洞实验研究的目的和测量方法
6.2.2 实验设备与测量仪器
6.2.3 实验结果和相应计算结果比较
6.3 前/后掠侧压进气道的流场计算和比较研究
6.3.1 进气道构型
6.3.2 网格划分和边界条件
6.3.3 计算结果及分析
6.3.4 本节小结
6.3.5 附图
6.4 三维混压进气道应用于一体化飞行器的计算
6.4.1 进气道和一体化飞行器构型
6.4.2 网格划分和边界条件
6.4.3 计算结果及分析
第七章 高超声速进气道的溢流特性
7.1 侧压进气道的构型溢流的理论分析
7.1.1 高超声速侧压式进气道的构型
7.1.2 溢流窗的设计和分析
7.1.3 侧压式进气道主要构型参数对构型溢流的影响规律
7.1.4 飞行马赫数对构型溢流影响规律分析
7.1.5 本节小结
7.2 侧压进气道的构型溢流和压差溢流的数值计算
7.2.1 侧压式进气道的构型和两种溢流模式
7.2.2 溢流的数值模拟与分析
7.2.3 本节小结
7.3 二元进气道的溢流特性
本节小结
结论和展望
参考文献

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中图分类: > V411.4 > 航空、航天 > 航天(宇宙航行) > 基础理论及试验 > 空气动力学
其他分类: > V211.48 > 航空、航天 > 航空 > 基础理论及试验 > 空气动力学
其他分类: > V43 > 航空、航天 > 航天(宇宙航行) > 推进系统(发动机、推进器)

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