非對(duì)稱(chēng)來(lái)流條件下超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)隔離段氣動(dòng)特性研究.pdf

1、隔離段是超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要?dú)鈩?dòng)部件。超聲、高超聲速進(jìn)氣道/隔離段一體化設(shè)計(jì)必須考慮進(jìn)氣道出口流場(chǎng)的影響，隔離段的氣動(dòng)特性研究應(yīng)該在真實(shí)的、或者模擬的進(jìn)氣道出口流場(chǎng)下進(jìn)行。 本文采用試驗(yàn)研究、數(shù)值模擬和理論分析相結(jié)合的方法對(duì)非對(duì)稱(chēng)超聲速來(lái)流條件下隔離段流動(dòng)進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了針對(duì)非對(duì)稱(chēng)超聲來(lái)流矩形隔離段流場(chǎng)研究的直聯(lián)式試驗(yàn)風(fēng)洞，在模擬進(jìn)氣道出口流場(chǎng)的各種非對(duì)稱(chēng)進(jìn)口條件下進(jìn)行了吹風(fēng)試驗(yàn)。以試驗(yàn)研究、基礎(chǔ)性分析為主，輔以CFD 數(shù)

2、值模擬，利用獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)隔離段內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行了分析。對(duì)非對(duì)稱(chēng)進(jìn)口條件下和對(duì)稱(chēng)進(jìn)口條件下的隔離段流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了比較；研究了非對(duì)稱(chēng)進(jìn)口條件下隔離段的設(shè)計(jì)方法；探索了非對(duì)稱(chēng)進(jìn)口條件下提高隔離段耐受反壓能力的措施以及在相同的反壓和出口參數(shù)下，縮短隔離段長(zhǎng)度的方法；最后還研究了在相同截面當(dāng)量直徑的前提下，不同截面形狀對(duì)隔離段內(nèi)激波串形狀、長(zhǎng)度的影響。 研究結(jié)果表明：隨隔離段進(jìn)口流動(dòng)非對(duì)稱(chēng)程度的增加，激波串長(zhǎng)度增加、隔離段耐受反壓的能力下

3、降，出口截面總壓分布、馬赫數(shù)分布也隨之發(fā)生變化。在考慮隔離段進(jìn)口流動(dòng)非對(duì)稱(chēng)影響的基礎(chǔ)上，對(duì)Waltrup 的公式進(jìn)行了改進(jìn)，提高了激波串長(zhǎng)度預(yù)測(cè)的精確程度。在隔離段進(jìn)口非對(duì)稱(chēng)來(lái)流條件下，采用彎曲隔板，在不降低承受反壓能力的條件下，可以將隔離段長(zhǎng)度縮短1/3左右，隔板的上彎高度隨隔離段進(jìn)口底板附面層厚度的增加而增加。對(duì)于非軸對(duì)稱(chēng)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)流通道，八邊形隔離段是一個(gè)較好的選擇，它可以緩解矩形隔離段角流區(qū)所造成的低速區(qū)影響，既縮短了隔離段長(zhǎng)度，