三维内收缩式高超声速进气道是近年来备受关注的一种具有独特优势的高速进气道。南京航空航天大学内流研究中心在国际上自主创新地提出了一种新型三维内收缩式进气道--内乘波式进气道,并对其开展了系列研究。前期的数值模拟与风洞试验的研究结果都表明,内乘波式进气道具有较高的综合性能。　　 本文在此方向上,立足于现有的内乘波式进气道研究基础,提出了截面激波形状可控的内乘波式进气道设计概念和方法,并开展了典型该类进气道的数值研究。此外,本文还对比了内乘波式进气道与侧压式进气道的综合性能,初步分析了内乘波式进气道的起动性能影响因素。全文工作主要包括以下几个方面:　　 (1)提出了截面激波形状可控的内乘波式进气道设计概念与方法,通过轴对称中心线位置的变化实现了对进气道横截面激波形状的控制,并以ICFC流场为基本流场,完成了三维进气道造型程序的编制。　　 (2)在来流马赫5的条件下完成了一种进出口均为矩形的截面激波形状可控内乘波式进气道方案设计。三维粘性计算结果表明:设计状态下该进气道可以达到0.998的流量系数,总压恢复系数达到0.6155,进气道出口压比为17.6,出口马赫数为2.5,且横截面激波形状也实现了设计目的,由三段曲线组成。　　 (3)在包含攻角、侧滑和低马赫数在内的非设计状态下分析了进气道的性能参数和流场特征。数值结果表明:在所研究的非设计状态下,进气道的流量系数都维持在0.95以上,总压恢复除了个别状态略低于0.5,其余均位于该值以上；出口马赫数也都介于1.95～2.75之间。此外,非设计状态下进气道的流场特征与基本流场仍大致相似。　　 (4)以典型侧压式进气道的几何造型为参照,设计了某外形相似的内乘波式进气道与之进行性能对比。相对侧压式进气道而言,设计状态下内乘波式进气道的总压恢复系数提高10.68％,流量系数提高16.13％,出口压比提高15.94％,出口马赫数降低1.26％,各参数均略优于侧压式进气道。在非设计马赫数,攻角和侧滑等非设计状态下,内乘波式进气道也都表现出相对侧压式进气道略高的性能参数。　　 (5)分析了影响内乘波式进气道低马赫数不起动性能的因素。着重考虑矩形进口宽高比、基本流场的面积收缩比和出口马赫数对进气道起动性能的影响规律,其中。基本流场面积收缩比的影响最为明显,对本文研究的设计马赫数6的矩形进口内乘波式进气道,面积收缩比从7.8减到3.8时,其不起动马赫数可从3.9降至2.4。此外,当其他设计参数相同而进口宽高比为2左右时,进气道的不起动马赫数相对较高,而逐步增大或减小宽高比都可以获得更好的起动性能。其它参数相同而单独改变基本流场出口马赫数基本不影响进气道的起动能力。