弹用二元混压超声速进气道设计与试验研究

摘要

固体火箭冲压发动机以其良好的性能和巨大的潜在应用优势为世界航空和航天所瞩目，而超声速进气道是其关键部件之一，开展相关研究具有重要的理论意义和工程应用价值。 文中论述了弹用进气道的发展和国内外研究现状，分析了超声速进气道的特点，分别研究了二维和三维混压式超声速进气道的设计方法，采用等激波强度法对唇口楔角混压式进气道进行了设计，并对设计点和非设计点流场进行了数值模拟，通过对数值模拟结果的分析，确定了性能最优的进气道型面方案和进气道布局方案；在理论分析基础上，设计了进气道1／3缩比模型，对缩比模型进行了吹风试验。结合数值模拟和风洞试验的结果，对进气道流场特征进行了研究。 进行了多方案二元混压超声速进气道设计和筛选，确定了主设计方案，并完成试验研究。实验结果表明，按该设计理论设计的进气道在一定马赫数、攻角和侧滑角范围内具有良好的工作性能，满足了设计要求，研究中采用的一维波系设计、二维仿真选择进气道型面、三维仿真确定进气道布置方案、通过模型风洞吹风试验验证的技术路线是高效、合理、可行的。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1选题的意义

1.2弹用进气道概述

1.2.1进气道的分类

1.2.2进气道的性能参数

1.2.3超声速进气道的形式

1.3国内外弹用进气道研究现状

1.4本文研究的内容和结构安排

1.4.1研究内容

1.4.2论文结构安排

第二章二元混压超声速进气道设计

2.1弹用进气道设计原则

2.2导弹和动力装置对进气道的设计要求

2.3混压式超声速进气道的特点与设计点的选择

2.3.1二元混压式超声速进气道的特点

2.3.2二元混压超声速进气道设计点的选择

2.4二元混压超声速进气道设计

2.4.1设计参数

2.4.2进气道设计

第三章弹用进气道数值模拟方法

3.1引言

3.2控制方程

3.3湍流模型

3.4数值方法

3.4.1耦合式解法

3.4.2分离式解法

3.5近璧区的流动特点与处理对策

3.5.1近璧区流动特点

3.5.2使用κ-ε模型的近壁区对策

3.5.3璧面函数法

3.6边界条件

第四章二元混压超声速进气道二维数值模拟

4.1计算模型

4.2网格生成

4.3边界条件

4.4计算结果与分析

第五章二元混压超声速进气道三维设计及模拟

5.1三维型面设计

5.1.1进气道的安装位置和主压缩面位置的选择

5.1.2附面层隔道的设计

5.1.3挡板的设计

5.2三维数值分析和方案布局

5.2.1三维数值分析

5.2.2方案选型

第六章二元混压超声速进气道风洞试验

6.1进气道风洞试验方案

6.2风洞试验设备与吹风模型简介

6.2.1FD-06风洞简介

6.2.2吹风模型

6.3风洞吹风数据处理方法

6.4吹风结果与分析

6.4.1吹风结果

6.4.2分析与讨论

第七章结论与展望

7.1结论

7.2下一步工作展望

致谢

参考文献

硕士期间发表论文情况