【摘 要】
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传统的利用发动机进出口截面动量差获得内流道阻力的方法,因发动机出口流场较为复杂,不易准确计算出口截面动量,而导致其实际应用困难.利用流量计对发动机内流道进行整流,可以获得较为均匀的出口流场,因而为动量法的测量方案走向实用提供了可能.本文力图通过数值仿真的方法,考察这一思路的可行性.首先针对经过简化的典型内外流一体化构型,评估和考核流量计结构整流后气流的均匀性;进而通过在数值流场中设定的虚拟测点,利
【机 构】
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中国科学技术大学近代力学系,合肥230026 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所,四川
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传统的利用发动机进出口截面动量差获得内流道阻力的方法,因发动机出口流场较为复杂,不易准确计算出口截面动量,而导致其实际应用困难.利用流量计对发动机内流道进行整流,可以获得较为均匀的出口流场,因而为动量法的测量方案走向实用提供了可能.本文力图通过数值仿真的方法,考察这一思路的可行性.首先针对经过简化的典型内外流一体化构型,评估和考核流量计结构整流后气流的均匀性;进而通过在数值流场中设定的虚拟测点,利用动量原理获得内流阻力;结合总阻力,经过适当的底部修F,进而获得较为准确的外阻.目前的结果表明,通过虚拟测点取样的动量法所得到的虚拟外阻数据与数值模拟所得结果吻合较好,初步验证了方案的可行性.
其他文献
在水平激波管中,采用平面激光诱发荧光(PLIF)方法对激波(Ma=1.25)冲击扩散型气柱界面的Richtmyer-Meshkov(R-M)失稳混合问题进行了实验研究.气柱由SF6和丙酮蒸汽的混合气体构成.通过对实验结果进行标定,得到了3种初始界面失稳演化过程中浓度的分布,观察到了激波作用后界面失稳发展的特征结构.气柱流向轴长与横向轴长之比越大,初始界面产生的斜压涡量更大且分布更广,因此界面的不稳
使用数值方法、选用k-ωSST湍流模式求解了RANS方程.针对影响超声速冲击射流的三个重要影响参数:冲击角θ、冲击高度h/d以及出口反压Pb进行了详细的考察.计算得到了各个工况下抽吸缝隙和贮室各壁面的换热强度.计算结果表明,冲击角度较小时拦截激波会在贮室的受冲击壁面上诱导出分离泡以及射流边界冲击壁面,换热强度会出现两个峰值.这两个峰值点处的换热强度往往大于抽吸缝隙内的气动加热强度.但是当冲击高度增
基于最小二乘多变量优化算法,建立了一种新的测热数据后处理方法,并通过斜劈试验进行了验证.结果表明:在激波风洞中采用多变量优化算法可以有效的获得传感器表面热流,得到较为平滑的热流曲线,增加了数据处理方法的抗噪性和适定性,降低了干扰因素的影响,提高了测量精度.
在激波风洞的设计、调试与运行过程中,为了能够准确把握激波管驱动性能及其末端试验气体所能达到的状态、保证设备安全,开发了一套针对激波风洞中激波管流动的数值计算程序,并对不同风洞的激波管流动进行了数值模拟,着重关注了激波管末端的试验气体状态.计算结果给出了激波管末端试验气体压力随时间的变化等,并与试验数据进行了对比.结果表明,该程序能够准确计算激波管末端的气体状态,为激波风洞的设计、调试与运行提供了一
采用数值模拟的方法对热沉式超燃冲压发动机非稳态传热和结构强度进行了计算评估.通过发动机热考核试验与计算数据的对比研究,验证了喷水冷却计算方法、热环境和发动机非稳态热分析计算方法.进行了沿假定时序发动机本体有无喷水传热与结构强度的计算评估,对发动机本体温度、应力进行了详细对比研究,计算结果表明沿假定时序发动机燃烧15s后,发动机能够维形.计算确认了一种发动机地面热结构考核试验方案的时序和试验条件,结
基于求解化学非平衡N-S方程的数值模拟方法,采用11组分化学动力学模型,数值模拟高超声速流场及其电离效应;基于求解波动方程的WKB方法,计算分析不同频率电磁波在等离子体介质中传输特性.本文以类返回舱外形为研究对象,重点研究了典型跳跃再入弹道条件下其周围等离子体分布特性及其电磁波传输效应.研究表明:返回舱第一次再入过程中等离子体环境对电磁波传输的影响比第二次再入过程要严重地多,此时可导致K波段及S波
随着人们对高超飞行器的重视,对于稀薄高超声速的研究需求日益增加.诸如稀薄高超平板流动等基本问题的准确模拟至关重要.然而传统的NS求解器,却因为连续条件假设的失效而不能胜任此类计算.能够捕捉稀薄流动特征的DSMC则是解决方案之一.DSMC是计算昂贵的微观算法,自适应网格技术能够有效的将计算资源分配到需要计算的区域,以获得更高的计算性价比.然而如何有效的将自适应网格应用于DSMC模拟中仍然有待进一步探
对于二、三元进气道后接的圆形隔离段,入口流场附面层沿周向具有非均匀性,这种非均匀性对隔离段抗反压性能具有显著干扰,本文针对这一问题进行了专门研究.提出了非均匀附面层的模拟方法,并进行了算例验证,而后以此研究了入口附面层非均匀条件下隔离段内激波串的形态及流动特性,分析了出口反压和附面层非均匀程度的影响.仿真结果表明:附面层的非均匀性增加了隔离段内分离区的大小和范围,使流场更不稳定;附面层厚度与非均匀
本文利用三维程序,对汇聚激波冲击下球形气泡的演化进行数值模拟研究,以期发现激波的汇聚效应对界面演化的影响.三维程序采用多组分可压缩欧拉方程,基于有限体积法,利用MUSCL-Hancock格式进行数值求解,可达到时间和空间的二阶精度.本文通过对平面激波冲击下气泡界面演化的模拟,验证了程序的可靠性.在此基础上,数值模拟了汇聚激波与气泡相互作用后的界面演化过程.与平面激波情形不同,在汇聚激波作用下,气泡
提出了一种新型内收缩进气道设计方法.基于马赫数分布可控的轴对称基准流场,在指定进口型线水平投影为椭圆的条件下,采用流线追踪技术完成了内收缩进气道设计并在设计点进行数值计算.结果表明,进气道可以保持基准流场的波系结构和沿程压力分布,无粘时可以全捕获自由来流,喉道性能与基准流场几乎相等.有粘条件下,进气道也具有较高的压缩效率和较均匀的出口.以上表明本文的设计方法可行,拓宽了内收缩进气道的适用范围.