高超聲速進(jìn)氣道起動(dòng)-不起動(dòng)模式分類及控制.pdf

1、飛行Ma3到Ma8的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)是當(dāng)前國(guó)際國(guó)內(nèi)研究的一大熱點(diǎn)，由于高超聲速飛行進(jìn)入超高速、高溫的極端熱物理環(huán)境，目前發(fā)動(dòng)機(jī)控制領(lǐng)域遇到若干科學(xué)和技術(shù)問(wèn)題。作為發(fā)動(dòng)機(jī)控制的重要組成部分，進(jìn)氣道不起動(dòng)控制也面臨新的問(wèn)題，需要引入新的思路和研究方法。本文圍繞進(jìn)氣道流場(chǎng)數(shù)值模擬、進(jìn)氣道不起動(dòng)/再起動(dòng)特性分析、進(jìn)氣道起動(dòng)/不起動(dòng)模式分類、進(jìn)氣道不起動(dòng)邊界及進(jìn)氣道不起動(dòng)保護(hù)控制等方面開展了具體的研究工作。
　　首先是流場(chǎng)數(shù)值模擬仿真平臺(tái)的建

2、立。詳細(xì)地介紹了高超聲速進(jìn)氣道數(shù)值模擬方法，利用該方法對(duì)某典型進(jìn)氣道進(jìn)行了數(shù)值模擬，進(jìn)行了數(shù)值精確性分析，并與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證；對(duì)高超聲速進(jìn)氣道進(jìn)行了數(shù)值模擬，分別分析了來(lái)流馬赫數(shù)變化、來(lái)流攻角變化和出口背壓變化對(duì)高超聲速進(jìn)氣道內(nèi)部流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的影響，為后續(xù)開展對(duì)象特性及進(jìn)氣道起動(dòng)/不起動(dòng)模式分類打下基礎(chǔ)。
　　其次，對(duì)高超聲速進(jìn)氣道不起動(dòng)/再起動(dòng)特性進(jìn)行了分析討論。在對(duì)高超聲速進(jìn)氣道二維流場(chǎng)數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，分別討論了來(lái)流馬赫

3、數(shù)變化、來(lái)流攻角變化引起的進(jìn)氣道不起動(dòng)/再起動(dòng)特性，從流動(dòng)穩(wěn)定性角度分析了進(jìn)氣道不起動(dòng)/再起動(dòng)滯環(huán)特性形成的原因；從進(jìn)氣道設(shè)計(jì)角度分析了三個(gè)楔面轉(zhuǎn)折角對(duì)進(jìn)氣道不起動(dòng)/再起動(dòng)特性的影響，為進(jìn)氣道優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考；從改善進(jìn)氣道不起動(dòng)/再起動(dòng)特性的角度，分析了附面層抽吸和壁面冷卻技術(shù)對(duì)進(jìn)氣道不起動(dòng)/再起動(dòng)特性的影響，為進(jìn)氣道主動(dòng)控制提供了參考。
　　然后，對(duì)高超聲速進(jìn)氣道起動(dòng)/不起動(dòng)模式分類進(jìn)行了研究。在對(duì)高超聲速進(jìn)氣道二維流場(chǎng)分析的

4、基礎(chǔ)上，定義了進(jìn)氣道的不同工作模式，分析了進(jìn)氣道不起動(dòng)的數(shù)據(jù)組成；利用支持向量機(jī)方法對(duì)高超聲速進(jìn)氣道起動(dòng)/不起動(dòng)兩種工作模式進(jìn)行分類，得到進(jìn)氣道起動(dòng)/不起動(dòng)兩種工作模式的分類面；利用Fisher線性判別分析方法對(duì)進(jìn)氣道起動(dòng)/不起動(dòng)分類面進(jìn)行了優(yōu)化研究，并最終得到了其最優(yōu)分類面；為了克服傳感器測(cè)量噪聲和故障的影響，對(duì)進(jìn)氣道起動(dòng)/不起動(dòng)模式分類進(jìn)行了多傳感器信息融合研究。最后對(duì)進(jìn)氣道不起動(dòng)工作模式進(jìn)行了細(xì)化分類研究，分別利用支持向量機(jī)、Fi

5、sher線性判別分析方法和多傳感器融合方法對(duì)不起動(dòng)模式細(xì)化分類進(jìn)行了應(yīng)用研究。
　　最后，對(duì)高超聲速進(jìn)氣道不起動(dòng)邊界和進(jìn)氣道不起動(dòng)保護(hù)控制進(jìn)行了探討。利用量綱分析的方法和手段分析了進(jìn)氣道變工況特性，得到了高超聲速進(jìn)氣道不起動(dòng)邊界的主要影響因素，為高超聲速進(jìn)氣道不起動(dòng)保護(hù)控制打下了基礎(chǔ)；分析討論了采用附面層抽吸技術(shù)和壁面冷卻對(duì)高超聲速進(jìn)氣道不起動(dòng)邊界的影響，從內(nèi)在物理機(jī)理上給出了提高高超聲速進(jìn)氣道不起動(dòng)邊界的原因；討論了高超聲速進(jìn)氣