用于叶尖射流扩稳的Coanda喷嘴参数化研究 被引量：4

1

作者 王前 胡骏 李亮 《航空计算技术》 2014年第2期74-76,80,共4页

为提高压气机叶尖射流扩稳研究中喷嘴的附壁性能,采用数值方法研究了Coanda表面形式以及喷嘴宽度对Coanda喷嘴附壁性能的影响。计算结果表明:Coanda喷嘴的附壁性能与喷嘴上型线出口段的曲率密切相关,上型线出口段曲率大于1/6 mm-1时,喷... 为提高压气机叶尖射流扩稳研究中喷嘴的附壁性能,采用数值方法研究了Coanda表面形式以及喷嘴宽度对Coanda喷嘴附壁性能的影响。计算结果表明:Coanda喷嘴的附壁性能与喷嘴上型线出口段的曲率密切相关,上型线出口段曲率大于1/6 mm-1时,喷嘴的附壁性能随着上型线出口段曲率的减小而提高;上型线出口段曲率减小到1/6 mm-1后,喷嘴的附壁性能不再改变。型线确定后,喷嘴的附壁性能随喷嘴宽度的增大而降低。 展开更多

关键词 压气机 叶尖射流扩稳 Coanda效应 参数化研究

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超声速与亚声速气膜流动和冷却特性数值研究

2

作者 廖华琳 单勇 +2 位作者 张靖周 吉洪湖 谭晓茗 《航空计算技术》 2015年第1期30-34,共5页

以平行入射缝槽气膜冷却为研究对象,开展了主、次流分别为亚声速和超声速流动状态下的气膜冷却数值模拟。计算结果表明:对于主流为超声速、次流为亚声速的气膜冷却,主流热量和动量很快就输运到亚声速次流中,气膜核心区很快被破坏,气膜... 以平行入射缝槽气膜冷却为研究对象,开展了主、次流分别为亚声速和超声速流动状态下的气膜冷却数值模拟。计算结果表明:对于主流为超声速、次流为亚声速的气膜冷却,主流热量和动量很快就输运到亚声速次流中,气膜核心区很快被破坏,气膜冷却效率不高;在主流为超声速流动的情况下,施加相同吹风比的超声速冷却次流可将其核心向下游更远的地方输运,与常规的亚声速气膜冷却结构类似。为了获得较高的气膜冷却效率,在主流为超声速流动的情况下,建议施加超声速次流进行气膜冷却。 展开更多

关键词 超声速气膜冷却 吹风比 数值模拟 流动特性 冷却特性

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基于人工蜂群算法的航空发动机参数自整定PID控制 被引量：14

3

作者 卢彬彬 肖玲斐 +1 位作者 龚仁吉 范昕宇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期130-135,共6页

针对航空发动机PID控制器的参数寻优问题,提出基于人工蜂群算法(ABC)的航空发动机PID控制器参数自整定的方法。利用人工蜂群算法实现容易、计算简洁、寻优性能好、鲁棒性强的优点,优化PID控制器参数,以改善控制系统性能。考虑到可能存... 针对航空发动机PID控制器的参数寻优问题,提出基于人工蜂群算法(ABC)的航空发动机PID控制器参数自整定的方法。利用人工蜂群算法实现容易、计算简洁、寻优性能好、鲁棒性强的优点,优化PID控制器参数,以改善控制系统性能。考虑到可能存在的执行机构输出量的极大超调,融入执行机构输出的超调量惩罚机制,改进目标性能函数,有效避免了可能存在的发动机供油量极大超调现象。对涡扇发动机在地面和高空稳态工作点的增量形式的线性化数学模型进行了仿真验证,结果表明优化效果良好,转速阶跃响应反应迅速且超调量小,同时供油量也没有出现大的超调,验证了所提方法的有效性和实用性。 展开更多

关键词 航空发动机 人工蜂群算法 PID控制参数优化

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TBCC用轴对称进气道流量控制技术研究 被引量：14

4

作者 王亚岗 袁化成 郭荣伟 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1606-1615,共10页

为了满足组合动力进气道在宽马赫数范围内良好工作,开展了组合动力轴对称进气道设计,提出了多种轴对称进气道变几何方案以实现进气道/发动机流量匹配。理论分析及数值模拟研究了各变几何机制的可行性,对比分析各方案优劣。结果表明:外... 为了满足组合动力进气道在宽马赫数范围内良好工作,开展了组合动力轴对称进气道设计,提出了多种轴对称进气道变几何方案以实现进气道/发动机流量匹配。理论分析及数值模拟研究了各变几何机制的可行性,对比分析各方案优劣。结果表明:外压段溢流、内压段溢流及扩压段溢流均能实现进气道/发动机流量匹配;外压段溢流变几何机制较复杂,其中改变唇罩角度和移动部分中心锥时进气道总压恢复系数较高,且移动部分中心锥时进气道压差阻力较小;内压段溢流各方案变几何机制相对简单,但溢流区域较大,斜激波易导致中心锥表面流动分离。其中采用外罩设置放气孔的形式时,进气道总压恢复系数较高,压差阻力较小;扩压段溢流方案实现简单,溢流区域小,进气道性能较好。 展开更多

关键词 组合动力 轴对称进气道 变几何 流量匹配 数值模拟

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叶片式旋流畸变发生器数值模拟研究 被引量：10

5

作者 屠宝锋 胡骏 尹超 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1817-1824,共8页

为研究旋流畸变对压气机性能和稳定性的影响,设计了一套叶片式旋流畸变发生器,使用不同弯角的叶片以改变旋流畸变的结构和强度。采用CFD数值模拟方法对旋流畸变发生器的特性和详细流场进行了研究,结果表明,叶片式旋流畸变发生器具有对... 为研究旋流畸变对压气机性能和稳定性的影响,设计了一套叶片式旋流畸变发生器,使用不同弯角的叶片以改变旋流畸变的结构和强度。采用CFD数值模拟方法对旋流畸变发生器的特性和详细流场进行了研究,结果表明,叶片式旋流畸变发生器具有对涡和整体涡均可形成、总压恢复系数高、旋流强度调节方便的优点,旋流切向气流角最大可达25.1°;随着流量减小,对涡和整体涡的总压恢复系数增加,旋流强度先保持不变,在降至一定的流量值后急剧上升。在压气机进口截面,对涡强度近端壁区域最大,叶中区域最小。整体涡偏心时,压气机进口的旋流方向并不完全一致,在叶根局部区域会形成反向旋流。 展开更多

关键词 旋流畸变 叶片 整体涡 对涡 数值模拟

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辅助动力装置导叶调节规律及对性能影响研究 被引量：7

6

作者 赵祥成 黄向华 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期540-546,共7页

以带负载压气机的辅助动力装置（APU）为研究对象，为实现进口导向叶片（IGV）在不同角度下引气流量与负载压气机出口流量的匹配设计，根据已有的IGV在30°，50°，75°和90°时对应的负载压气机特性，建立引气特性插... 以带负载压气机的辅助动力装置（APU）为研究对象，为实现进口导向叶片（IGV）在不同角度下引气流量与负载压气机出口流量的匹配设计，根据已有的IGV在30°，50°，75°和90°时对应的负载压气机特性，建立引气特性插值表，设计IGV开环控制规律，并在此基础上完成了引气量稳态变化、动态变化以及卸载过程数值仿真，分析了引气量改变对动力段压气机工作点和APU性能参数的影响。仿真结果表明，引气量在0.6-1.8kg/s范围内变化时，IGV开环控制规律能够根据引气量和环境大气调节IGV角度，确保负载压气机始终处于稳定、高效的工作状态。该控制规律在全包线范围内均适用，可以应用于APU引气匹配设计。 展开更多

关键词 辅助动力装置 负载压气机 进口导向叶片 引气特性 数学模型 数值仿真

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不同形式喷管流动与红外抑制特性数值分析 被引量：7

7

作者 廖华琳 张勃 +1 位作者 邓庆晃 吉洪湖 《红外技术》 CSCD 北大核心 2017年第10期958-965,共8页

本文针对涡扇发动机,设计了等进口、出口面积,等长度的轴对称、矩形与S弯收敛喷管(出口宽高比W/H=4),在相同的内、外涵进口、出口参数下,数值分析了其流动、换热与红外辐射强度分布特性。比较得出,S弯喷管在矩形喷管基础上,进一步强化... 本文针对涡扇发动机,设计了等进口、出口面积,等长度的轴对称、矩形与S弯收敛喷管(出口宽高比W/H=4),在相同的内、外涵进口、出口参数下,数值分析了其流动、换热与红外辐射强度分布特性。比较得出,S弯喷管在矩形喷管基础上,进一步强化了二次流流动,增强了掺混,使得热喷流温度衰减增强;S弯壁面对进口高温部件形成有效遮挡,有效降低了红外辐射强度。水平探测面上,不同喷管红外辐射强度分布相似,S喷管量值最小,而在垂直探测面上,S弯喷管最大值出现高度角为20°时,这是由于尾喷流的向上偏转导致的。相比轴对称喷管,在喷管正后方,矩形喷管红外辐射强度降低23.1%,S弯喷管降低89.7%。 展开更多

关键词 红外抑制 轴对称喷管 矩形喷管 S弯喷管 强化掺混

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出口马赫数分布可控的二元高超进气道双重反设计 被引量：6

8

作者 钟启涛 张堃元 庞丽娜 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期982-988,共7页

在出口马赫数分布预先给定的前提下,利用二维有旋特征线理论实现了压缩面马赫数分布可控的两弯曲激波和三弯曲激波高超二元进气道反设计。数值计算结果表明,设计点时,无粘条件下两种反设计方法均能实现预设出口马赫数分布,有粘条件下反... 在出口马赫数分布预先给定的前提下,利用二维有旋特征线理论实现了压缩面马赫数分布可控的两弯曲激波和三弯曲激波高超二元进气道反设计。数值计算结果表明,设计点时,无粘条件下两种反设计方法均能实现预设出口马赫数分布,有粘条件下反设计的进气道出口主流区马赫数分布与预设分布吻合较好,接力点时出口主流区马赫数仍然保持较好的均匀性。以上结果说明这两种反设计方法均是正确可行的。设计条件下,在捕获高度、无粘出口高度、设计无粘总压恢复系数和装配点处流动参数均相同时,两弯曲激波反设计方法波系简单、有粘接力点流量系数较三弯曲激波高10.2%;三弯曲激波反设计方法有粘时内收缩比较前者小17%,设计点和接力点时总压恢复系数分别较前者高2.9%和2%。 展开更多

关键词 反设计 高超声速进气道 马赫数分布可控 特征线理论 数值模拟

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单边膨胀尾喷管下壁面型线优化设计及实验研究 被引量：5

9

作者 庞丽娜 徐惊雷 范志鹏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1297-1302,共6页

基于Isight优化平台,将多目标遗传算法与CFD计算相结合,针对超燃冲压发动机非对称尾喷管冷/热态俯仰力矩差较大的问题,对下壁面为三次曲线的尾喷管构型进行多目标优化,分析了初始膨胀角和尾缘角的相互耦合及其对喷管性能影响所占比重。... 基于Isight优化平台,将多目标遗传算法与CFD计算相结合,针对超燃冲压发动机非对称尾喷管冷/热态俯仰力矩差较大的问题,对下壁面为三次曲线的尾喷管构型进行多目标优化,分析了初始膨胀角和尾缘角的相互耦合及其对喷管性能影响所占比重。结果表明,设计区间内,下壁面三次曲线构型在保持较高推力特性的前提下,可以大范围调整喷管俯仰力矩,显著改善喷管冷/热态俯仰力矩差较大的问题。在此基础上,选取优化所得点进行冷流缩比风洞实验,根据实验条件进行了相应的数值模拟,对比发现数值模拟与实验结果吻合很好,验证了该优化设计方法及结果的有效性和可靠性。 展开更多

关键词 单膨胀斜面喷管 优化设计 几何参数 俯仰力矩差 风洞实验

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机械功在热能与动力工程中的应用与优化 被引量：4

10

作者 陈淑仙 史学捷 +1 位作者 谭晓茗 左渝钰 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第12期265-268,共4页

探讨了工程热力学中的体积功、流动功、技术功、轴功等几种机械功的物理意义和相互之间的关系,分析了其在热能与动力工程领域中的实际应用,提出了优化几种机械功的应用方案。通过调整混合气余气系数、调整滑油温度、废气利用等方式可提... 探讨了工程热力学中的体积功、流动功、技术功、轴功等几种机械功的物理意义和相互之间的关系,分析了其在热能与动力工程领域中的实际应用,提出了优化几种机械功的应用方案。通过调整混合气余气系数、调整滑油温度、废气利用等方式可提高航空活塞发动机曲轴功,提高发动机热效率;提高压气机增压比可提高燃气涡轮发动机热效率,增大发动机推力;采用定温压缩和级间冷却可降低空调、制冷装置压缩机的压缩功,节约电能;充分冷却热力发电装置中冲击汽轮机做功后的水蒸气可以减少水泵加压所消耗的轴功,减少水泵的功率和数目。 展开更多

关键词 机械功 相互关系 热能与动力工程 应用 优化

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带有网络时延的航空发动机分布式系统H_∞鲁棒控制 被引量：4

11

作者 李勇 黄金泉 潘慕绚 《伺服控制》 2013年第8期39-41,44,共4页

针对具有网络时延的航空发动机分布式控制系统,提出了一种基于鲁棒H_∞理论的控制方法。首先建立航空发动机分布式控制系统(DCS)结构模型,将航空发动机控制系统划分成转速控制系统和压比控制系统两个子系统,并在此基础上分别建立其闭环... 针对具有网络时延的航空发动机分布式控制系统,提出了一种基于鲁棒H_∞理论的控制方法。首先建立航空发动机分布式控制系统(DCS)结构模型,将航空发动机控制系统划分成转速控制系统和压比控制系统两个子系统,并在此基础上分别建立其闭环系统的增广模型;并以转速控制系统为例,采用文献[6]中的网络控制方法,利用线性矩阵不等式理论给出闭环系统H_∞控制器的设计方法,设计系统的H_∞控制器实现对系统存在网络时延的补偿控制。仿真结果表明该控制方法能够克服时延对转速控制系统的影响,实现对转速设定值的稳定跟踪。 展开更多

关键词 航空发动机 分布式控制系统 网络时延 H∞控制 矩阵不等式

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与飞机融合的单边膨胀喷管排气系统气动和红外辐射特征数值计算 被引量：3

12

作者 单勇 陈著 +2 位作者 尚守堂 邵万仁 邓洪伟 《航空发动机》 2014年第2期1-5,共5页

单边膨胀喷管(Single Expansion Ramp Nozzle,SERN)是1种新型的排气喷管,具有可以有效抑制航空发动机排气系统的红外辐射和雷达反射截面积、后体阻力小、质量轻、增加飞机的敏捷性和可操控性等优点。运用计算流体力学/红外辐射(CFD/IR)... 单边膨胀喷管(Single Expansion Ramp Nozzle,SERN)是1种新型的排气喷管,具有可以有效抑制航空发动机排气系统的红外辐射和雷达反射截面积、后体阻力小、质量轻、增加飞机的敏捷性和可操控性等优点。运用计算流体力学/红外辐射(CFD/IR)数值模拟的方法,采用标准k-ε湍流模型和标准壁面函数,研究了轴对称喷管、单边膨胀喷管和开缝冷却单边膨胀喷管的排气系统与机身融合后的红外辐射特性空间分布规律。结果表明:单边膨胀喷管大幅度降低了排气系统尾向红外辐射峰值,其降幅达到60%以上,说明了单边膨胀喷管与后机身融合、遮挡内部高温部件,从而降低了尾向红外辐射的卓越红外抑制效果。 展开更多

关键词 单边膨胀喷管 红外辐射 排气系统 数值模拟 航空发动机 隐身

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几何尺寸对高超声速进气道气动性能的影响 被引量：3

13

作者 王亚岗 袁化成 郭荣伟 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1893-1901,共9页

为了探索模型缩尺比对高超声速进气道气动性能的影响,对不同缩尺比的二元高超声速进气道开展了数值模拟研究,结果表明:随着缩尺比的增大,进气道流量系数、隔离段出口总压恢复系数和马赫数均逐渐增大,而静压比逐渐减小,且来流马赫数越高... 为了探索模型缩尺比对高超声速进气道气动性能的影响,对不同缩尺比的二元高超声速进气道开展了数值模拟研究,结果表明:随着缩尺比的增大,进气道流量系数、隔离段出口总压恢复系数和马赫数均逐渐增大,而静压比逐渐减小,且来流马赫数越高,上述参数变化幅度越大。由理论与数值模拟分析可知,上述现象主要是由于不同缩尺比下,进气道当地雷诺数不同,导致进气道附面层相对厚度变化,进而影响进气道气动性能。理论分析了进气道总压恢复系数与缩尺比的定量关系,就进气道而言,进气道进口处附面层相对厚度减小1%,隔离段出口总压恢复系数提高约0.7%。 展开更多

关键词 高超声速进气道 缩尺比 网格划分 数值模拟 附面层相对厚度 总压恢复系数

原文传递

非对称超声速来流下矩形转圆隔离段研究 被引量：3

14

作者 王渊 张堃元 +1 位作者 张林 高亮杰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1448-1454,共7页

为了适应超燃冲压发动机模块化设计及圆形燃烧室的需求,隔离段必须设计成矩形截面渐变为圆形出口的形状。发展了一种基于超椭圆曲线的截面渐变方法,以此设计了矩形转圆隔离段,开展了数值模拟研究并进行了在Ma=2.1且来流条件非对称下的... 为了适应超燃冲压发动机模块化设计及圆形燃烧室的需求,隔离段必须设计成矩形截面渐变为圆形出口的形状。发展了一种基于超椭圆曲线的截面渐变方法,以此设计了矩形转圆隔离段,开展了数值模拟研究并进行了在Ma=2.1且来流条件非对称下的矩形转圆隔离段吹风实验。研究结果表明:在反压相同时,两种不同来流条件下矩形转圆隔离段的出口总压恢复系数较等直矩形隔离段分别提高了4%和5%;在非对称来流实验条件下,矩形转圆隔离段壁面沿程压力分布规律与等直矩形隔离段压力分布规律趋势一致,上壁面沿程压力曲线前部呈波动式上升,后半部上升平缓,而下壁面沿程压力曲线整体上升较为平缓,随着出口反压的增大,总压恢复系数随之减小,矩形转圆隔离段最大能够承受4.1倍的来流静压,极限反压状态下出口总压恢复系数为0.505。 展开更多

关键词 超燃冲压发动机 隔离段 矩形转圆 激波串 风洞实验

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斯特林发动机回热器传热和流动特性研究 被引量：2

15

作者 姜瑞雪 鹿鹏 《节能技术》 CAS 2015年第3期211-215,共5页

为优化斯特林发动机回热器的综合性能,采用多孔介质模型对不同孔隙率、丝网材质及不同结构的金属丝网回热器进行了多段式数值模拟研究。基于回热器效率、流阻损失和综合性能参数等指标对模拟结果进行了分析。结果表明:回热器的效率和流... 为优化斯特林发动机回热器的综合性能,采用多孔介质模型对不同孔隙率、丝网材质及不同结构的金属丝网回热器进行了多段式数值模拟研究。基于回热器效率、流阻损失和综合性能参数等指标对模拟结果进行了分析。结果表明:回热器的效率和流动损失随孔隙率的减小而增大;单段式小导热率填料的回热器流动阻力非常大,而采用热端大孔隙率高导热率,冷端小孔隙率低导热率材料的多段式基体结构,能进一步降低回热器流动阻力损失,提高效率,获得更好的回热器性能。 展开更多

关键词 回热器 孔隙率 丝网材质 分段式结构 综合性能参数

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非线性系统有限时间受限控制 被引量：1

16

作者 王继强 胡忠志 +1 位作者 YUE Hong DIMIROVSKI Georgi 《系统科学与数学》 CSCD 北大核心 2017年第4期978-985,共8页

任何实际的系统均受到不同形式的限制,例如状态受限、输入饱和等.还有一种限制是传感器或执行机构数量的不足.文章主要研究了传感器和执行机构数量不足情况下的非线性系统有限时间控制问题.针对这类间题获得了有限时间镇定控制的设计方... 任何实际的系统均受到不同形式的限制,例如状态受限、输入饱和等.还有一种限制是传感器或执行机构数量的不足.文章主要研究了传感器和执行机构数量不足情况下的非线性系统有限时间控制问题.针对这类间题获得了有限时间镇定控制的设计方法,并讨论了相应的控制器的实施问题.通过对某Lorenz混沌系统的仿真应用模拟,验证了所提出设计方法的可行有效. 展开更多

关键词 混沌控制 有限时间镇定 受限控制

原文传递

一种大尺寸整体式惯性粒子分离器的设计优化与分析

17

作者 卢予恩 李博 牛文敬 《中国科技信息》 2022年第17期51-55,共5页

直升机可以不受地形、地物限制,在任意场地起降、悬停。但是由于旋翼下洗流的影响,直升机在起降阶段往往会卷起大量沙尘,吸入的沙尘会对动力系统(涡轴发动机)的工作效率和使用可靠性带来很大的危害:吸入的沙尘会加快发动机叶片的磨损;... 直升机可以不受地形、地物限制,在任意场地起降、悬停。但是由于旋翼下洗流的影响,直升机在起降阶段往往会卷起大量沙尘,吸入的沙尘会对动力系统(涡轴发动机)的工作效率和使用可靠性带来很大的危害:吸入的沙尘会加快发动机叶片的磨损;堵塞发动机内微小的冷却气通道;沉积在涡轮叶片上破坏其稳定工作。因此必须采用防护装置对沙尘进行阻挡。应用在涡轴发动机上的沙尘防护措装置常见的有阻拦式粒子分离器、多管式惯性粒子分离器和整体式粒子分离器。阻拦式粒子分离器体积和重量比较大,需要经常对过滤器进行清洗,否则其总压损失会增大;多管式粒子分离器重量大,迎风面积大,难以进行防冰设计,需要额外的功率扫气排沙;而整体式粒子分离器结构简单一体性好,重量轻,分离效率高,流动损失小,现在已经成为主流的分砂装置。 展开更多

关键词 粒子分离器 整体式 迎风面积 分离效率 涡轴发动机 动力系统 发动机叶片 一体性

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内乘波式内并联TBCC进气道变几何规律优化分析

18

作者 乐婷 黄国平 黄慧慧 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2583-2587,共5页

为利用内收缩进气道在流量捕获、高性能压缩等方面的优势,积极探索基于内收缩式TBCC进气道设计技术是当前高速推进系统的前沿方向。本文基于自主提出的内乘波式进气道技术,研究了内乘波式TBCC进气道变几何技术。为保证变几何作动时进气... 为利用内收缩进气道在流量捕获、高性能压缩等方面的优势,积极探索基于内收缩式TBCC进气道设计技术是当前高速推进系统的前沿方向。本文基于自主提出的内乘波式进气道技术,研究了内乘波式TBCC进气道变几何技术。为保证变几何作动时进气道气流密封,同时减小密封板对进气道等熵波系的影响,采用对称面带二元过渡板的内乘波进气道作为TBCC基础型面。根据TBCC变几何方案,随马赫数变化进气道进行变几何作动,得到了变几何参数随来流马赫数变化的拟合公式,为各马赫数下变几何作动提供参考和依据.数值模拟结果表明:在工作马赫数2.0～4.0范围内,变几何进气道均能成功起动,流量系数在0.86以上,喉道总压恢复系数在0.77～0.93之间,气动性能良好。 展开更多

关键词 涡轮基组合循环 内乘波进气道 变几何规律 数值模拟

原文传递