隔离段激波串位置控制方法研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a_yelang
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为了使得超燃冲压发动机能够在较高效率工作点正常工作,必须对隔离段激波串前缘位置进行有效的控制,而控制的前提是激波串前缘位置的检测。目前存在的激波串位置检测方法是否可靠尚不明确,因而本文针对在扰动作用下激波串位置检测方法的准确性及鲁棒性进行了数值验证。  首先对目前存在的激波串前缘位置检测方法进行详细的整理总结介绍,分别有仪器测量、压升法、压比法、静压和法、背压法、标准差法、频谱分析法等;并从方法自身的角度对各自的优缺点进行了分析。  接着对扰动存在时的隔离段进行了Fluent非定常计算,得出壁温、粗糙度、攻角的升高都会使得激波串位置前移,但前移特性各有特点:壁温影响下激波串前后振荡前移;粗糙度影响下激波串较快前移,但长度基本不变;攻角影响下激波串上下位置变化前移。相应的各种情性下附面层分离及背景波系也发生着不同的改变。  然后针对计算结果对各种检测方法的准确性进行了比较分析。首先依据每种检测方法的特点,将第二章介绍的几种方法分为了三种类型,即直接测量、简介测量和参数拟合,并每类中选出一种典型的方法进行分析。其次,利用每种测量方法,本章对激波串前缘位置进行了计算,并将计算结果与激波串实际位置进行了比较,得出压比法检测误差最小。  最后搭建出基于Matlab/Fluent协同仿真的激波串位置控制模型,通过对扰动作用下激波串位置控制的响应曲线进行分析,验证了控制方法的有效性。并从是否考虑压力传感器的动态效应可以看出,当不考虑压力传感器时,控制系统能够很快的对激波串位置进行控制;当考虑压力传感器动态效应时,激波串检测位置明显要滞后于实际激波串位置,最终较长时间达到控制效果。
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