自适应循环发动机分流段分流旁路的设计方法

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自适应循环发动机作为变循环发动机的一种,具有更为明显的性能优势,成为下一代发动机的重点研究方案,分流段是自适应循环发动机获得低油耗和高推力优势的主要影响部件之一。本文建立了分流段构型快速设计方法,通过数值仿真和流场分析对不同工作状态下分流段的气动性能进行研究,探索了不同气动构型和分流旁路气动型面对分流段性能的影响,初步形成了分流段气动型面设计体系。首先,针对自适应循环发动机涵道比变化范围较大的问题,建立了特有的分流段设计方法,根据其分流比变化范围设计分流段气动构型,并通过对分流段基本流场的研究,得到分流段不同分流比状态下的工作特性,探讨了分流段流动损失的影响因素,为分流段的型面设计和优化提供思路和依据。随后,结合已有的分流段的设计方法,建立了分流段型面快速设计方法,利用Matlab程序实现对分流段内外涵型面的控制,使分流段的型面变化更加有迹可循,为分流段的参数化研究提供基础,也提高了分流段型面设计的效率。再之后,提出了分流段几种典型的气动构型,利用CFD仿真对典型构型进行了气动研究和对比分析,得到不同构型分流段的气动特性及流场特征,为分流段构型设计和型面优化提供了支撑数据,同时对带有模式选择阀的分流段的气动特性进行了数值模拟,得到了不同模式选择阀开度下对分流段在不同分流比状态下的气动性能影响规律和造成损失的主要因素,并与传统的突扩损失进行了对比分析。最后,通过对分流段分流旁路不同中心线落差比、入口角度和进出口面积比的型面进行单一变量研究,建立了分流旁路的参数化优化方法,得到了不同分流旁路型面对分流段外涵气动性能的影响规律,为分流段分流旁路的型面设计提供了优化方向和参考依据,也为分流段的型面设计提供了思路。
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