低动能来流下背负式进气道非定常流动特性分析

为了改善飞翼布局背负式S弯进气道低动能来流状态下的流动性能,采用改进的延迟分离涡模拟(IDDES)方法对原型及改进型背负式进气道流场进行了数值模拟研究,对比分析了进气道流量特性及内部脉动压力特性。结果表明:低动能来流时背负式进气道上部唇口附近存在很大的气流转折角,导致唇口产生分离涡;原型进气道唇口分离涡强度高,高能量分离涡在进气道顶部破裂产生了大范围旋涡结构,进一步加剧了流动分离,从而引发进气道内产生强烈的压力脉动,声压级最大幅值高达145 dB;改进型进气道唇口分离涡得到了有效控制,强度大幅下降,进气道内部压力脉动幅值也显著降低,声压级降幅达8 dB;改进型进气道分离的抑制使进气道有效流通截面积增大,质量流量增加。同时,流场出口品质提升,进气道出口综合畸变指数降低了9. 5%。

一种背负式无附面层隔道进气道的数值模拟研究与实验验证

采用CFD方法对背负式无隔道进气道/机身一体化流场进行了研究。主要分析了机身上表面附面层的发展情况、进气道进口鼓包排除附面层气流的特性以及进气道内部的流动特征,并将所得到的结果与实验数据进行了对比,比较了两种不同网格的计算准确度。研究发现进口鼓包能够有效地隔除机身上表面的附面层气流,进口段横向压力梯度是导致附面层气流"溢出"进气道的主要驱动力,另外进气道的流量系数对排除附面层气流的效果有着显著影响。

一种背负式S弯进气道辅助进气门设计

为提高背负式S弯进气道的静态和低速性能,设计了一种外开式辅助进气门,研究了外开式辅助进气门的可行性,确定了主次流掺混位置、辅助进气最小流通面积和辅助进气流通通道等主要设计参数,对具体方案进行了CFD计算和风洞试验验证。结果表明,静止状态下,辅助进气门打开时进气道性能有明显提高,总压恢复系数提高2%以上,综合畸变指数W值降低2%左右;高速状态下,辅助进气门关闭,进气道性能相对于无辅助进气门时变化不大,证明辅助进气门关闭时对进气道性能影响很小,这种外开式辅助进气门基本可行。