高超声速进气道起动的理论预测与流动控制

摘要

进气道起动是超燃冲压发动机正常工作的前提和基础。为了研究进气道起动的规律，探索辅助起动的机理，本文分析了高超声速进气道起动的预测理论，并研究了活门动态运动辅助进气道起动的过程，最后探索了在活门上开缝，利用前方高速来流的冲击抑制回流区的流动控制概念。
　　首先，推导了溢流起动理论，总结出设计溢流槽的步骤，以此设计了某简化进气道模型的溢流槽。对设计结果进行数值模拟，发现进气道未能起动，溢流槽的理论值偏小。为此，在原理论中引入修正系数k。数值模拟后发现，修正后的溢流槽可以使进气道起动。
　　其次，采用非定常模拟、动网格技术研究了活门旋转辅助二元进气道起动的二维和三维动态调控机理。结果表明辅助起动效果不理想，活门后回流区发展成为分离区是导致进气道不起动的主要原因。
　　再次，探索在活门上开缝，利用前方高速来流的冲击抑制回流区的流动控制概念。结果表明，活门旋转过程中，从活门缝隙进入的高速气流冲击活门后区域，能够有效抑制回流区发展，使进气道在活门贴壁后起动。
　　最后，研究了内收缩进气道的活门旋转辅助起动和回流抑制。结果表明，在较低马赫数时，活门前压力小于回流区压力，回流区通过缝流向上游发展，导致进气道不起动。因此，回流抑制只适用于活门前压力较高的情况。

目录

声明

注释表

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2进气道起动问题的研究概况

1.3 本文主要研究内容

第二章 简化进气道模型溢流起动的理论分析与数值验证

2.1数值模拟模型与方法

2.2溢流起动理论分析

2.3数值模拟分析

2.4 本章小结

第三章 活门旋转辅助简化二元进气道起动的动态调控机理

3.1 研究方法

3.2活门旋转辅助起动

3.3活门位置对辅助起动的影响

3.4活门后回流区的抑制

3.5活门旋转辅助再起动

3.6 本章小结

第四章 活门旋转辅助二元进气道起动的三维动态调控机理

4.1 研究方法

4.2活门旋转辅助起动

4.3 分离抑制

4.4 本章小结

第五章 活门旋转辅助内收缩进气道起动的三维动态调控机理

5.1 研究方法

5.2 数值模拟结果

5.3 本章小结

第六章 结论及展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文