后掠压缩斜板进气道进口流场数值研究

对一种后掠压缩斜板进气道(Caret进气道)的进口激波结构、进口流动对管道后部流场的影响进行了数值分析,对进口倒圆修形的影响、激波覆盖面也进行了讨论。数值模拟采用N-S方程和标准k-ε模型加壁面函数方法。计算结果表明:超音速情况下,由于进口存在较强的正激波,进口斜激波强度的不均匀性,对管道内部流动看不出有明显的不利影响;但两压缩面交角处的流动对管道后部流场有较大的影响。

一种双斜切双压缩面进气道地面流态的数值模拟研究

采用基于 MUSCL插值的 Roe格式三维 N-S方程数值求解程序对地面状态下双斜切双压缩面进气道内外流场进行了数值分析 ,得到了其流动图谱 ,分析了其流场特征。计算中考虑了机身和边条翼的影响 ,计算结果表明 :1在进气道进口段外壁和下壁内交角处出现了较大的贴角分离包 ,分离导致了进气道出口较大总压畸变的产生。 2进气道横截面二次流动在进口段表现为一反向旋转的对涡 ,对涡中顺时针的旋涡较强 ,控制了进气道的外上角 ,逆时针的较弱 ,控制了进气道的内下角 ;在出口截面表现为较强的顺时针旋向的整体旋流。 3由于顺时针旋流的影响 ,进气道横截面上的总压高压区位置由进口段的内上角顺时针旋转到了出口截面的外上部 ,而由分离引起的总压低压区则由进口段的外下角顺时针旋转到了出口的内下部。将计算结果与实验结果进行了比较 ,验证了所采用的数值模拟方法的可靠性。

非对称来流下带后掠斜楔的短隔离段实验研究

为了提高超燃冲压发动机隔离段耐反压能力以及缩短其长度,在前期后掠斜楔数值研究基础上,设计了一种带后掠斜楔的隔离段,斜楔放置在隔离段进口的下壁面上,距隔离段进口长度约15%处,在非对称的隔离段进口来流速度为1.98马赫数的条件下完成吹风实验。实验结果表明,隔离段添加后掠斜楔后的最大承受反压从来流静压的3.55倍上升到3.90倍,提高了9.89%。相同反压下,带后掠斜楔的短隔离段长度缩短了15%。相同长度的带后掠斜楔的隔离段出口平均总压恢复系数由基准隔离段的0.694上升到0.710,提高了2.3%。

一种双斜切双压缩面进气道性能的数值模拟

采用LU SGS隐式推进方法及ROE的通量差分分裂格式 ,结合带非线性限量因子的MUSCL插值方法编写了雷诺平均的三维N S方程的数值求解程序 ,并借助该流场计算程序研究了一种双斜切双压缩面进气道在未经流场控制情况下的流动结构和气动性能(M =1.9,H =11Km)。计算结果表明 :所编制的流场计算程序能够准确快速地求解三维粘性流场 ,并对流场间断具有较高的分辨率 ;所研究的进气道即使在未经流场控制的情况下也具有较高的总压恢复系数 ,这体现了双斜切双压缩面进气道总压恢复系数高的优点 ,但由于流场中存在分离流动 ,应采取抽吸附面层等流场控制措施。

后掠压缩面进气道激波特性数值研究

通过对后掠楔面及双斜切双压缩进气道进口流场数值模拟及与理论计算值对比的研究,阐述了双斜切双压缩进气道的进口流场特性,指出了设计上应遵循的准则。计算表明:后掠楔面产生的激波在楔两端面的强弱是不同的,波后气流偏角也不一样。对于双斜切双压缩进气道,进口面的流动可分成外上侧、内下侧及中间三个区域,其中外上侧区域受上压缩面的控制,内下侧区域受内压缩面的控制,中间为过渡带。外侧壁前缘后掠角及壁面内倾角由上压缩面的波后参数决定。而下侧壁前缘后掠角及壁面内倾角则由内压缩面的波后参数决定。

双斜切双压缩面进气道进口波系结构的数值研究

双斜切双压缩面进气道具有良好的气动性能和隐身性能。生成了这种三维进气道的计算网格，采用数值计算的方法对双斜切双压缩面进气道进口波系结构进行了研究。通过数值计算，分析了双斜切双压缩面进气道进口的流场特性，总结了斜切角、压缩角、来流马赫数等多种影响参数对进气道进口波系结构的影响规律。

Effects of Staged Injection on Supersonic Mixing and Combustion

The three-dimensional （3D） reacting flow in a staged supersonic combustor is examined numerically. In order to obtain the optimum stream-wise vortices, a swept ramp injector is chosen as the second-stage wall injection combined with the first-stage central strut injection. The performance of the two-staged injection is compared with that of a one-staged injection, while the strut is kept installed in both cases. The two-staged injections can make full use of the residual oxygen near the wall and release more heat. The second-stage injection further downstream avoids the strong shock waves in the isolator and results in a rising wall pressure and good burning effects after the wall injection. Therefore, it allows more fuel to be injected into the supersonic combustor without causing thermal choking. Parallel injection from the second-stage swept ramp shows low total pressure loss and the best burning efficiency, compared with the other injection angles.