尺度效應對高超聲速二元進氣道自起動性能的影響.pdf

1、高超聲速進氣道作為吸氣式超燃沖壓發(fā)動機重要的氣動部件，其能否正常起動直接影響到發(fā)動機能否穩(wěn)定、高效的工作，國際上進行的多次飛行試驗就是因為進氣道沒有預期起動而導致未能達到試驗目標。影響進氣道起動的因素方方面面，幾何構型的改變、來流條件的變化以及飛行姿態(tài)的調(diào)整都會對進氣道起動性能產(chǎn)生影響，為進氣道起動能力預測帶來了不確定因素。本文主要結(jié)合數(shù)值模擬和風洞試驗，研究了縮尺效應對進氣道自起動性能的影響，并在此基礎上對雷諾數(shù)進行了深入的研究，同時

2、對極低雷諾數(shù)情況下進氣道反而呈現(xiàn)自起動的現(xiàn)象進行了詳細分析，主要結(jié)論如下:
　　1、在來流一定時，隨著模型尺度的減小，進氣道自起動馬赫數(shù)有所增加，自起動性能會有所降低;在雷諾數(shù)相等時，不同縮尺模型自起動馬赫數(shù)基本保持一致，說明雷諾數(shù)是影響不同尺度進氣道自起動性能的主要因素。
　　2、在不同單位雷諾數(shù)條件下，試驗結(jié)果表明在極低單位雷諾數(shù)下進氣道會呈現(xiàn)一種起動狀態(tài)，通過數(shù)值模擬比較發(fā)現(xiàn)層流數(shù)值模擬結(jié)果相對湍流結(jié)果與實驗流場更加吻

3、合。
　　3、通過進一步的數(shù)值模擬結(jié)果表明，在層流情況下，由于分離區(qū)向前體壓縮面大范圍的延伸，緩解了進氣道入口的逆壓梯度，從而在喉道處可以形成主體為超聲速的通暢流道;而在湍流情況下，進氣道入口處激波/邊界層干擾形成過分集中的分離泡，導致進氣道入口出現(xiàn)明顯的壅塞，這也是進氣道不起動的主要原因。同時對比流量系數(shù)表明層流時明顯低于湍流的情況，因此嚴格來說這種起動現(xiàn)象并不屬于真正意義上的起動狀態(tài)。
　　本文研究指出了縮尺效應對進氣道