内转式高超声速进气道的不起动问题研究

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内转式进气道是一种具有独特优势的高超声速进气道形式,近年来越来越受到人们的关注,本文对高超声速内转式进气道的不起动问题开展了研究。首先,通过数值仿真与实验相结合的方法,对内转式进气道出口堵塞引起的不起动非定常流动进行了研究。发现进气道在不起动状态下会有剧烈的喘振现象,具体表现为进气道口部分离包及其诱导激波周期性的往复运动,以及内流道压力的周期性波动。在此基础上,进一步讨论了堵塞度对进气道不起动特性的影响规律,得到了该进气道发生不起动的临界堵塞度在25%~36%之间,并且发现进气道的喘振周期会随着堵塞度的增大而变长。然后,对内转式进气道不起动的另外一种形式即低马赫不起动现象进行了研究,发现其低马赫不起动现象不同于出口堵塞引起的不起动,进气道的前体波系及口部分离包并没有发生剧烈的振荡现象,而是相对稳定地保持在同一位置。进一步地,研究了几何参数对内转式进气道起动特性的影响规律。结果表明,内转式进气道的再起动能力会随着进口面宽高比的增大而逐渐增强,会随着进气道初始压缩角的增大而逐渐减弱。最后,对内转式进气道的不起动控制进行了探索,提出了在进气道上壁面及侧壁面开泄流槽的控制方案,并讨论了泄流槽位置及泄流槽宽度对控制效果的影响,结果表明:对该内转式进气道进行不起动控制,应将泄流槽布置于进气道不起动口部分离包的后部,在放气量为6.4%的情况下,可将该内转式进气道的再起动马赫数由无控制时的4.4降为3.2,控制效果显著。
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