定几何混压式轴对称超声速进气道气动特性数值仿真和实验验证

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定几何混压式轴对称超声速进气道气动特性数值仿真和实验验证

谢旅荣，郭荣伟

南京航空航天大学能源与动力学院

收稿日期:2005-10-11 修回日期:2006-07-19 出版日期:2007-01-10 发布日期:2007-01-10
通讯作者: 谢旅荣

Numerical Simulation and Experimental Validation of the Flow in a Mixed-Compression Axisymmetric Supersonic Inlet with Fixed-Geometry

XIE Lv-rong,GUO Rong-wei

College of Energy and Power Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

Received:2005-10-11 Revised:2006-07-19 Online:2007-01-10 Published:2007-01-10
Contact: XIE Lv-rong

摘要/Abstract

摘要：

针对一种Ma4一级定几何混压式超声速轴对称进气道进行了数值仿真研究，并和风洞实验结果进行对照，验证了本文所采用计算方法的可靠性。利用CFD方法获得了进气道激波系分布、内通道流场分布和沿程静压分布并对Ma4下稳定亚临界状态进行了分析。研究结果表明：（1）超临界状态下，随着进气道出口反压的提高，结尾激波系向喉道方向移动，结尾激波损失减小，总压恢复系数提高；（2）攻角的增加对进气道的迎风侧和背风侧影响增大，结尾激波系由对称分布向一边倾斜的趋势增大，背风侧的承受反压能力下降，总压恢复系数随着下降；（3）随着来流马赫数的增加，激波损失加大，总压恢复系数随之下降，同时由于激波角变小，激波也越靠近外唇罩，溢流减小，流量系数增大，在激波贴口后流量系数基本保持不变；（4）通道内的静压分布曲线清晰的反映了内通道沿程激波系情况；（5）在大于贴口Ma数工作时，结尾激波系被推出唇口的情况下，由于滑流层作用出现一个类似外压缩式的气动通道从而存在稳定的亚临界状态。

关键词: 航空, 航天推进系统, 轴对称进气道, 定几何混压式进气道, 数值仿真, 内流场

Abstract:

In order to get a good knowledge of the flow in a mixed-compression axisymmetric supersonic inlet with fixed-geometry from Ma=2.5 to 4.0, a numerical study has been done in the paper. The investigation focused on structure of the shocks, characteristics of internal flow and distribution of static pressure along the duct is also given. Compared with the experimental data, the reliabilities of the CFD in this paper are verified.

Key words: aerospace , propulsion , system, , axisymmetric , inlet, , mixed-compression , inlet , with , fixed-geometry, , CFD, , internal , flow

中图分类号:

V211.3

谢旅荣;郭荣伟. 定几何混压式轴对称超声速进气道气动特性数值仿真和实验验证 [J]. 航空学报, 2007, 28(1): 78-83.

XIE Lv-rong;GUO Rong-wei. Numerical Simulation and Experimental Validation of the Flow in a Mixed-Compression Axisymmetric Supersonic Inlet with Fixed-Geometry[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2007, 28(1): 78-83.

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