基于雙模態(tài)燃燒的二元高超聲速進氣道研究.pdf

1、本文采用數(shù)值仿真及風洞試驗驗證相結合的方法對一種基于雙模態(tài)燃燒的二元高超聲速進氣道的總體方案、設計方法及氣動特性進行了研究。該方案的設計思路是，通過在進氣道內設計一個分流隔板，將流道分為超聲速通道和亞燃通道，其目的在于合理組織進氣道內的高速流和低速流，使進氣道在定幾何的情況下能夠在整個工作馬赫數(shù)范圍內都有一個穩(wěn)定的亞燃燃燒區(qū)，從而保證超聲速燃燒的穩(wěn)定性，使出口氣流始終保持雙模態(tài)燃燒。
　　首先，基于雙模態(tài)燃燒超燃沖壓發(fā)動機的流場特

2、點，設計了等直出口和對沖兩種方案的二元高超聲速進氣道，并對比了兩種方案進氣道的性能與設計規(guī)律的異同。在此基礎上，通過參數(shù)化研究，獲得了進氣道主要設計參數(shù)對其性能的影響規(guī)律，分析了進氣道在加入隔板情況下內流道的流場特性和性能參數(shù)變化，給出了進氣道的設計方法和主要型面參數(shù)的選取建議。
　　其次，對比了等直出口和對沖兩種方案，發(fā)現(xiàn)對沖方案在流場組織、結構尺寸方面較等直出口方案具有一定優(yōu)勢，其內部流場更適合于雙模態(tài)燃燒的流場需要，因此選取

3、了對沖方案做進一步研究，并通過三維數(shù)值仿真，研究了該進氣道的起動性能、反壓特性、速度特性以及側滑角特性。結果表明該進氣道性能能夠達到設計要求，兩通道流量分配隨馬赫數(shù)變化關系能滿足雙模態(tài)燃燒的需要。
　　最后，設計并加工了縮比試驗模型，在南京航空航天大學NHW風洞進行了風洞試驗，試驗結果與數(shù)值仿真結果吻合較好，參數(shù)規(guī)律變化一致，證明了本文采用的數(shù)值方法的正確性。通過數(shù)值分析與試驗結果研究，表明本文所設計的基于雙模態(tài)燃燒的二元高超聲速