超声速进气道边界层控制数值研究

admin · 发表于 2023-9-25 22:25:46

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在超声速进气道中性能研究中，边界层抽吸是改进其气动性能的重要技术，它不仅可以有效降低激波/边界层干扰带来的不利影响，减少总压损失，而且在加强结尾正激波的稳定性方面也有重要的作用。早期的边界层抽吸设计主要依靠大量试验来完成，计算流体力学（CFD）的快速发展使得用数值模拟的方法代替实验方法来模拟吸气系统对进气道性能的影响成为可能。本文详细的论述了进气道边界层抽吸在国内外研究现状，将四种有代表性的边界层抽吸模型开发成程序，验证了在激波/边界层相互作用的条件下四种模型对流场计算的准确性，分析了各个模型的优势和劣势。由于Mayer-Paynter模型的对流场模拟有着较高的准确性和扩展性，所以选用Mayer-Paynter模型作为本文进气道部分模拟的主要程序。本文随之对一个设计马赫数为3.5的轴对称几何可调进气道的抽吸系统进行了详细的流场计算，分析和掌握了可变几何进气道的内部流动特点、波系结构及吸气区的布局特点。对设计状态和两个非设计状态的数值计算结果表明，所用的数值模拟方法及吸气数值模型能准确地揭示进气道内的流场结构及总体性能。与实验对比的数值结果表明，采用吸气数值模型较准确的模拟了壁面静压变化情况，细致的展示了采用吸气后边界层的变化情况及吸气区的速度分布情况。

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