高超声速进气道再起动特性及其影响因素数值模拟 被引量：16

1

作者 游进 夏智勋 +1 位作者 王登攀 方传波 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期161-166,共6页

以N-S时均化方程为控制方程,引入变比热容的热完全气体模型,采用k-ωSST湍流模型及自适应网格加密技术,对高超声速进气道再起动过程进行了二维准定常数值仿真研究。结果发现,当内收缩比较大时,分离激波即使打入唇口,大规模流动分离仍存... 以N-S时均化方程为控制方程,引入变比热容的热完全气体模型,采用k-ωSST湍流模型及自适应网格加密技术,对高超声速进气道再起动过程进行了二维准定常数值仿真研究。结果发现,当内收缩比较大时,分离激波即使打入唇口,大规模流动分离仍存在,须继续增加来流马赫数(M∞),才能使进气道完全起动,即进气道可能存在没有溢流的不起动流场结构,这在已发表文献中还少有提及。深入分析表明,决定高超声速进气道再起动的关键因素是分离区前体形状和分离区后部逆压梯度,前者类似于一个虚拟楔面,楔角及分离激波角大小主要由附面层和来流条件决定,随M∞的增加而减小;后者主要受进气道内型面及内收缩比影响,对分离区大小及溢流量起决定作用。 展开更多

关键词 高超声速进气道 再起动特性 分离激波 内收缩比

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二元超声速混压式进气道亚临界稳定裕度研究

2

作者 王震宇 谢文忠 袁世杰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期38-53,共16页

为了研究内收缩比和来流马赫数对二元超声速混压式进气道亚临界稳定裕度的影响规律及失稳机制,采用二维非定常仿真方法研究了内收缩比(ICR)为1.04~1.25的进气道在来流马赫数Ma0为2.4的条件下,以及内收缩比为1.08的进气道在来流马赫数为2... 为了研究内收缩比和来流马赫数对二元超声速混压式进气道亚临界稳定裕度的影响规律及失稳机制,采用二维非定常仿真方法研究了内收缩比(ICR)为1.04~1.25的进气道在来流马赫数Ma0为2.4的条件下,以及内收缩比为1.08的进气道在来流马赫数为2.2~2.8条件下,其由稳态向失稳状态转变的过程。研究结果表明:(1)当Ma0=2.4时,在1.04≤ICR≤1.12内,随着ICR增加,亚临界稳定裕度ζ减小;1.16≤ICR≤1.25内,随着ICR增加,亚临界稳定裕度增大。(2)在内收缩比为1.08的条件下,马赫数变化引起的分离激波角和分离包再附压升两个关键因素变化共同主宰着进气道亚临界稳定裕度的变化趋势。(3)总体上,根据稳定亚临界初始状态的三相点无量纲高度?b是否大于1可将进气道的亚临界稳定裕度变化情形分为两类,当?b<1时,ζ随着?b的增加而减小;当?b> 1时,ζ随着?b的增加而增加。 展开更多

关键词 亚燃冲压发动机 超声速混压式进气道 内收缩比 来流马赫数 稳定裕度 三相点

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基于内收缩比可调的二元TBCC进气道风洞试验及起动特性分析

3

作者 严雪阳 李中龙 +3 位作者 俞宗汉 黄国平 王瑞琳 潘鹏宇 《航空发动机》 北大核心 2024年第1期50-56,共7页

为拓宽进气道工作马赫数范围,结合型面变几何技术并充分利用迟滞回路效应的优势,基于外压缩面/喉道高度协同调节的二元TBCC进气道模型,采用数值模拟与风洞试验结合的方法,研究了马赫数为4.0的通流状态下进气道内收缩比(即改变喉道高度)... 为拓宽进气道工作马赫数范围,结合型面变几何技术并充分利用迟滞回路效应的优势,基于外压缩面/喉道高度协同调节的二元TBCC进气道模型,采用数值模拟与风洞试验结合的方法,研究了马赫数为4.0的通流状态下进气道内收缩比(即改变喉道高度)增减对起动特性的影响。结果表明:当进气道处于不起动状态时,降低内收缩比使进气道肩部分离包被吞入继而实现再起动;结合纹影和沿程静压分布等分析,进气道入口波系在各内收缩比下与设计值相符,但内流通道的CFD结果与试验结果存在相对误差ε,且起动状态下的εq比不起动状态下的εb约低1.5%(ε_(q)<2.7%,ε_(b)<4.2%),表明采用的数值计算方法对于前体激波的预测较为准确,而对于不起动进气道内流静压预测存在误差;获取此类变几何进气道的迟滞回路特性,当内收缩比≤1.79时,进气道正常起动,当内收缩比≥2.54时,进气道不能正常起动,当1.79<内收缩比<2.54时,进气道的起动特性由初始状态和内收缩比的增减趋势共同决定。 展开更多

关键词 进气道 风洞试验 数值仿真 喉道面积 变几何 内收缩比 自起动 航空发动机

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二元高超声速进气道自起动特性试验 被引量：2

4

作者 南向军 张蒙正 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2479-2484,共6页

为了研究二元高超声速进气道的自起动特性,针对一带前掠侧板的混压式二元进气道,在来流马赫数为4和3.5状态开展了风洞试验,利用反压系统实现了进气道的起动、不起动和自起动过程.分析试验结果可知,进气道在来流马赫数为4和3.5状态均可... 为了研究二元高超声速进气道的自起动特性,针对一带前掠侧板的混压式二元进气道,在来流马赫数为4和3.5状态开展了风洞试验,利用反压系统实现了进气道的起动、不起动和自起动过程.分析试验结果可知,进气道在来流马赫数为4和3.5状态均可自起动,但在来流马赫数为3.5,2°攻角状态不能自起动.当反压过大引起进气道不起动时,侧板根部均存在分离包、分离激波并引起溢流.从不起动状态进气道的流场结构看,该二元进气道的不起动属于软不起动,其机理不同于经典的自起动理论.但是试验结果表明,进气道的自起动马赫数仅略低于自起动理论值.当内压段入口马赫数低于2.5时,采用经典自起动理论估算自起动性能仍具有较高的精度. 展开更多

关键词 进气道 高超声速 自起动 内收缩比 风洞试验

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进气道内压缩比对固体燃料超燃冲压发动机性能的影响 被引量：2

5

作者 李彪 魏志军 +1 位作者 迟鸿伟 王宁飞 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期459-466,共8页

为研究固体燃料超燃冲压发动机进气道与燃烧室的匹配特性,以飞行马赫数为6、飞行高度为25km为设计点对发动机各部件进行初步设计,采用数值模拟方法计算了一系列具有不同进气道内收缩比的发动机模型.结果表明:在保持燃烧室结构不变的条件... 为研究固体燃料超燃冲压发动机进气道与燃烧室的匹配特性,以飞行马赫数为6、飞行高度为25km为设计点对发动机各部件进行初步设计,采用数值模拟方法计算了一系列具有不同进气道内收缩比的发动机模型.结果表明:在保持燃烧室结构不变的条件下,发动机推力与比冲随进气道内压缩比增大开始显著下降,随后小幅上升;在保持燃烧室入口面积扩张比不变的条件下,发动机总体性能随进气道内收缩比的增大而提高.在满足进气道起动与燃烧室火焰稳定的前提下,发动机设计应采用尽可能大的进气道内收缩比与尽可能小的燃烧室入口面积扩张比. 展开更多

关键词 内收缩比 总体性能 超燃冲压发动机 固体燃料 燃烧室

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一组不同内收缩比二维进气道唇口开启过程实验研究 被引量：2

6

作者 冯定华 范晓樯 +1 位作者 丁国昊 李桦 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期18-22,共5页

设计了小型直联式实验台,模拟来流马赫数5.3,对一组具有不同内收缩比的二维进气道唇口开启过程及其特性开展了实验研究。进气道唇口的角度位置和隔离段高度均可调节,由此实现进气道不同内收缩比要求。通过分析进气道底板壁面压力分布,... 设计了小型直联式实验台,模拟来流马赫数5.3,对一组具有不同内收缩比的二维进气道唇口开启过程及其特性开展了实验研究。进气道唇口的角度位置和隔离段高度均可调节,由此实现进气道不同内收缩比要求。通过分析进气道底板壁面压力分布,总结了进气道开启过程特性及其影响因素。 展开更多

关键词 进气道 起动实验 外罩唇口 开启过程 内收缩比 实验研究

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高超声速进气道起动问题的理论判据新认识 被引量：1

7

作者 潘成剑 施崇广 +2 位作者 李怡庆 尤延铖 陈荣钱 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2039-2047,共9页

为了判断进气道起动马赫数,基于Kantrowitz起动判据,联系激波关系式和流量连续方程得到一系列等值线,将等值线推广到有入射激波和低马赫数溢流的情况。结果表明这些等值线具有以下特性:等值线连接进气道的内收缩比和总收缩比;等值线是... 为了判断进气道起动马赫数,基于Kantrowitz起动判据,联系激波关系式和流量连续方程得到一系列等值线,将等值线推广到有入射激波和低马赫数溢流的情况。结果表明这些等值线具有以下特性:等值线连接进气道的内收缩比和总收缩比;等值线是等总压恢复线和等流量线;等值线可由Isentropic曲线方程乘于进气道内收缩段自起动时总压恢复的倒数得到;存在入射激波的起动等值线在设计状态等值线的右侧;有低马赫数溢流的起动等值线在设计状态等值线的左侧;等值线提供了一种联系Kantrowitz和Isentropic曲线的方法。根据以上特性,将等值线应用于高超声速进气道起动问题,并通过实例应用文中的理论判据评估无粘条件下混压式多楔二元进气道来流起动马赫数理论值,与CFD结果吻合较好,误差小于2%,初步探索了理论快速估算进气道起动马赫数的可行性。 展开更多

关键词 进气道起动 内收缩比 总收缩比 Kantrowitz ISENTROPIC 等值线

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二元高马赫数进气道的起动特性数值研究

8

作者 华正旭 朱伟 +3 位作者 王俊伟 陈奕文 张辰琳 王霄 《飞机设计》 2022年第2期1-6,20,共7页

采用数值模拟方法,研究了不同内收缩比二元高马赫数进气道的起动特性。研究发现:内收缩比影响进气道的加速起动特性,内收缩比越大,加速自起动马赫数越大,加速过程中,大内收缩比性能参数只有1次阶跃,而小内收缩比构型性能参数存在2次阶跃... 采用数值模拟方法,研究了不同内收缩比二元高马赫数进气道的起动特性。研究发现:内收缩比影响进气道的加速起动特性,内收缩比越大,加速自起动马赫数越大,加速过程中,大内收缩比性能参数只有1次阶跃,而小内收缩比构型性能参数存在2次阶跃;相同来流条件下,隔离段出口反压对具有不同加速自起动能力的进气道影响不同,来流马赫数高于加速自起动马赫数的进气道,反压引起进气道不起动后可以再起动,来流马赫数低于加速自起动马赫数的进气道,反压引起进气道不起动后无法再起动,且抗反压能力严重下降。不起动状态下的进气道对出口反压十分敏感,给定出口反压边界条件的模拟方法很难获得稳定的不起动流场。 展开更多

关键词 进气道 内收缩比 加速自起动 反压 再起动

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一种可变内收缩比的进气道自起动数值仿真 被引量：1

9

作者 潘鹏宇 俞宗汉 +1 位作者 周扬 王瑞林 《机械制造与自动化》 2021年第2期124-126,共3页

设计一套变几何机构用于调节喉道面积,从而改变进气道内收缩比。在Ma 4.0的来流条件下,通过数值仿真开展二元进气道在不同内收缩比下的自起动过程研究,获得进气道在不同内收缩比下的流场特征、喉道性能参数和进气道流量系数。研究结果表... 设计一套变几何机构用于调节喉道面积,从而改变进气道内收缩比。在Ma 4.0的来流条件下,通过数值仿真开展二元进气道在不同内收缩比下的自起动过程研究,获得进气道在不同内收缩比下的流场特征、喉道性能参数和进气道流量系数。研究结果表明,进气道自起动极限内收缩比为1.79,进气道在自起动的过程中,分离包不断减小,溢流激波逐渐向唇口移动,出口流量系数逐渐变大。 展开更多

关键词 高速飞行器 发动机 进气道 内收缩比 自起动

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可变内收缩比侧压式进气道自起动性能 被引量：18

10

作者 潘瑾 张堃元 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期278-281,321,共5页

为了寻求一种实现进气道自起动的方法,在数值模拟结果的前提下,开展了可移动唇口板的侧压式进气道自起动特性风洞实验。数值模拟结果发现,在侧压式进气道唇口板逐级后移和前伸过程中,存在起动迟滞现象。通过移动唇口板减小内收缩比,侧... 为了寻求一种实现进气道自起动的方法,在数值模拟结果的前提下,开展了可移动唇口板的侧压式进气道自起动特性风洞实验。数值模拟结果发现,在侧压式进气道唇口板逐级后移和前伸过程中,存在起动迟滞现象。通过移动唇口板减小内收缩比,侧压式进气道能够实现自起动。实验结果表明:在来流Ma3.85条件下,唇口板后移时,该模型侧压式进气道自起动内收缩比在1.24至1.28之间,对于已起动的侧压式进气道,唇口板前伸到内收缩比为Ric=1.33,该进气道仍起动。 展开更多

关键词 冲压喷气发动机 侧压式进气道^+ 可变内收缩比^+ 数值仿真 风洞实验

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移动唇口变收缩比侧压式进气道反压特性和自起动性能 被引量：17

11

作者 潘瑾 张堃元 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期104-109,共6页

在来流马赫数为3.85条件下,开展了移动唇口可变收缩比侧压式进气道反压特性和自起动性能风洞实验.研究了不同内收缩比条件下,侧压式进气道抗反压性能和起动性能.实验结果表明:在正常工作条件下,侧压式进气道内收缩比大小影响其抗反压能... 在来流马赫数为3.85条件下,开展了移动唇口可变收缩比侧压式进气道反压特性和自起动性能风洞实验.研究了不同内收缩比条件下,侧压式进气道抗反压性能和起动性能.实验结果表明:在正常工作条件下,侧压式进气道内收缩比大小影响其抗反压能力,内收缩比1.19的侧压式进气道能抗23.42倍反压,内收缩比1.24的侧压式进气道能抗26.44倍反压,内收缩比较大的进气道抗反压能力强;不能自起动的侧压式进气道,通过移动唇口减小其内收缩比,可以顺利实现自起动. 展开更多

关键词 侧压式进气道 可变内收缩比 超声速 自起动 反压 风洞实验

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大内收缩比进气道加速起动过程中喘振特性研究 被引量：2

12

作者 张晓飞 徐惊雷 俞凯凯 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1494-1503,共10页

为了研究二元超/高超声速进气道在加速起动过程中流动的非定常特性,采用二维非定常数值计算方法对内收缩比为1.63的进气道流场进行了数值模拟。研究结果表明,进气道在加速起动过程中,从不起动到起动转变时流场存在两种类型的振荡,即高... 为了研究二元超/高超声速进气道在加速起动过程中流动的非定常特性,采用二维非定常数值计算方法对内收缩比为1.63的进气道流场进行了数值模拟。研究结果表明,进气道在加速起动过程中,从不起动到起动转变时流场存在两种类型的振荡,即高频振荡与低频振荡。随着来流马赫数的增加,流动依次经历无振荡状态、低幅高频振荡状态、高幅低频振荡状态、起动状态。其中,高频振荡的频率为664Hz,低频振荡的主频率在62~100Hz,二次谐振频率低于200Hz,且高幅低频振荡持续的时间远大于低幅高频振荡的。喉道壅塞是造成流场振荡的主要因素,而观测到的二次谐振现象是由唇罩侧分离区的非定常形成和消失而导致的。 展开更多

关键词 二元进气道 加速过程 非定常 喘振 大内收缩比 数值模拟

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