咽式进气道变Ma数下起动/不起动分析

来源 :2014年中国计算力学大会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lllljx
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  高超声速三维内收缩咽式进气道兼具俯仰和偏航两个方向的压缩,相较于常规且技术已相对成熟的二元高超进气道有更高的流量捕获和更低的摩擦阻力,这将有利于提升超燃冲压发动机的总体气动性能,但与此同时,其高内收缩比也会对进气道的起动性能产生较大影响,本文正是基于这一点,数值研究了变Ma数下咽式进气道的起动/不起动性能。通过改变计算条件中来流Ma数,针对设计Ma数5的咽式进气道分别进行零攻角、3度攻角下的数值模拟,模拟方案选择定常时间积分格式、k-ω湍流模型,其正确性已得到此前工作的验证。根据诸如流量捕获系数、总压恢复系数等性能参数的阶跃变化以及上壁面静压变化来判断进气道的起动与不起动,随后结合具体的流场结构分析了咽式进气道的起动/不起动现象与机理,对比了不同Ma数工况的进气道气动性能参数。研究得到了如下结论:1)Van Wie起动判据对三维内收缩咽式进气道仍然有效,咽式进气道在起动状态下存在二次流现象;2)不起动状态下流场中的分离泡结构明显,处在俯仰压缩段中,占据1/2以上空间,且来流Ma数继续变化其位置基本不变,此时唇口溢流来自于进口上游来流和分离泡内部气流2个部分;3)带攻角不起动时,由于上下壁面流动分离的剧烈程度不同,上下壁面附近的分离泡体积相差悬殊,且在随后会有第3个分离泡产生。
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