全几何约束下的非对称喷管伴随优化设计研究

作     者：付珂欣 徐惊雷 刘增旭 俞凯凯 FU Kexin;XU Jinglei;LIU Zengxu;YU Kaikai

作者机构：南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016 

基　　金：国家自然科学基金(12332018) 航空发动机及燃气轮机基础科学中心项目(P2022-B-I-006-001) 

出 版 物：《推进技术》 (Journal of Propulsion Technology)

年 卷 期：2025年第46卷第3期

页      码：51-60页

摘      要：为了实现高超声速排气系统与飞行器后体一体化,非对称喷管需要在有限的空间内、严格的几何约束下完成对高温高压气体的高效膨胀,并达到高性能的需求。然而在实际非对称喷管设计中,往往面临着强几何约束、设计变量规模较大等问题,造成现有方法难以完全实现非对称喷管的高效设计。为此,本文采用伴随优化方法针对非对称喷管开展气动设计,分别展开了全几何约束下的推力最优和升力最优两类设计研究。在推力最优设计结果中可得到,优化后的非对称喷管内部压力场分布显著改变,从而使得推力系数相对于初始直壁面喷管增加了5.966%。在升力最优设计中,喷管内下壁面会产生一道弱激波,该道弱激波在喷管上壁面的反射显著提升了上壁面局部的压力,进而使得升力相对于直壁面喷管增加了44.921%。从两类优化结果中可以看到相比初始构型,伴随优化方法可以在实现全几何约束下的非对称喷管设计同时,能够有效保持喷管所需的推力及升力性能。

主 题 词：超燃冲压发动机 非对称喷管 气动优化 离散伴随 几何约束 

学科分类：082502[082502] 08[工学] 0825[工学-环境科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.13675/j.cnki.tjjs.2403039

馆 藏 号：203157517...