反折式二元超声速进气道设计及数值研究

研究固体冲压发动机进气道优化问题，为降低弹用超声速进气道的外部阻力和提高导弹飞行速度，提出了一种具有低外阻特性的反折式二元进气道方案，明确设计流程和主要设计参数的选取，并针对2～3．5Na速度范围的应用需求开展了方案设计。进一步采用Fluent软件进行数值仿真，研究了反折式进气道的流场特性和性能水平，并与传统设计方案进行了对比。结果表明，在捕获流量相同的条件下，反折式进气道比原方案具有更小的外部阻力及外廓尺寸，还能保持与原方案相当的总压恢复性能，满足工程应用需求，为设计提供依据。

弹用二元超声速进气道侧滑敏感性数值分析

为评价二元超声速进气道在侧滑飞行条件下的适用性,基于Fluent软件,运用CFD数值模拟技术,开展了某实例二元超声速进气道内外流三维流场数值仿真计算,分析了有侧滑时进气道内部的流动性态,揭示出侧滑导致进气道迎风内侧壁附面层增厚,从而强化附面层对超声速扩压段斜激波和喉道段流动的干扰作用,使进气道捕获流量特性和总压恢复性能同步下降,侧滑角越大,进气道总体性能损失幅度越大。总体上,在0°~6°的小侧滑角范围内,因侧滑导致溢流造成进气道捕获流量的相对损失幅度低于3%,总压损失幅度不超过1.29%,表明在此条件下进气道总体性能对侧滑敏感性弱,仍可恰当适用。

1种宽马赫数二元超声速进气道性能快速计算方法

为了在设计过程中快速估算二元超声速进气道性能,通过对二元超声速进气道内流场结构进行分析,基于斜激波、膨胀波公式及流量连续方程等理论提出了二元超声速进气道性能快速计算方法,并对其进行黏性修正。为验证方法的准确性,对1个工作马赫数范围为2.5~4.5,设计马赫数为3.7的定几何二元进气道进行数值仿真。结果表明:仿真结果与快速计算结果对比误差在5%以内。该方法可以用来快速计算宽马赫数二元超声速进气道的临界总压恢复系数、流量系数及喉道马赫数等性能参数;在计算进气道超临界性能时具有一定的准确性;该方法也适用于变几何二元进气道的初步选型设计及性能计算。