双S弯进气道锤激波动态特性研究

发动机喘振产生的瞬时高压引起的进气道内锤激波载荷是飞机进气道结构强度设计的关键因素之一。通过对飞行器进行内外流一体化非定常三维数值计算,分析双S弯进气道内锤激波三维流场非定常特性的演化过程,研究了不同马赫数,不同超压比对双S弯进气道锤激波载荷的影响。研究表明:锤激波经过进气道弯道时,弯道外侧流场压力远大于内侧;锤激波离开进气道入口后,进气道内流场经过数个周期逐渐恢复至初始状态;相同进气道反压时,来流马赫数越小,锤激波在进气道内部传播速度越快,且进气道内部压力系数峰值越大;相同来流马赫数下,随着超压比的增大,锤激波在进气道内部传播速度加快,进气道内部压力系数峰值增大。

扩压式双S隐身进气道设计和流场分析

采用扩压式双S隐身进气道能够提高飞行器的隐身特性和综合性能。针对保形短程、高隐身、大偏距的亚音速隐身无人机进气道,以保形入口、中间控制面和出口截面为约束并结合多项式对中心线和面积、截面形状进行控制,实现对保形进口截面形状和弯曲形式复杂的双S隐身进气道的快速设计;在此基础上,研究中心线曲率、面积分布和中间截面形状等参数对进气道性能的影响。结果表明:双S进气道流场特性复杂,第二S弯处顶部的分离和空间二次涡引发的流场畸变的综合控制是设计的重点,通过截面参数约束并结合多项式能够对双S进气道内的流场品质进行控制;在中心线曲率、扩张角和多项式参数等配制上应该朝利于第二S弯流场稳定的方向靠近。

双S形进气道流场数值计算与分析

为了考察飞行攻角对进气道性能的影响,采用k-ε湍流模型对某型飞机的双S形进气道内外流场进行了综合求解,分析了飞行攻角对进气道总压恢复系数和出口总压畸变的影响。结果表明:进气道出口的总压分布是由进口的气流条件决定的,攻角小于(-5)°和大于23°时,总压恢复系数随飞行攻角的变化明显,攻角在(-5～23)°之间变化时总压恢复系数变化量不大,当攻角为10°时总压恢复系数达到最大值0.9844;当飞机在小于(-10)°或大于30°攻角飞行时,进气道出口总压畸变程度较大。

基于数值模拟进气道抽吸流动控制优化设计

应用质量流量边界条件程序代码，通过求解雷诺平均N—S方程（RANS）对双S型进气道附面层抽吸流动控制进行教值模拟。在进气道设计状态，采用实验设计方法，分析了三因素、三水平共15组抽吸流动控制装置应用于进气道流动控制计算结果，从中找出控制装置参数变化对进气道总压恢复、出口（AIP）流场畸变的不同影响，找出最佳流动控制组合，并研究该装置在进气道非设计状态下的流动控制鲁棒性。

进气道射流流动控制数值模拟优化研究

编写质量流量边界条件程序代码，通过求解N-S方程对平板微质量射流流动控制进行数值模拟，并与相关资料进行对比分析，验证代码的正确性。结合中心复合设计方法制定数值模拟方案，对双S型进气道微质量射流流动控制进行数值模拟，并分析了25组射流流动控制装置应用于进气道流动控制计算结果，从中找出控制装置参数变化对进气道总压恢复、出口（AIP）流场畸变的不同影响，应用响应面法给出射流控制最佳参数组合，为双S型进气道主动流动控制装置参数优化提供了技术参考。