摘要：在传统三维内乘波进气道设计方法的基础上,发展了一种具有乘波压缩特征的前体三维内转进气道气动融合设计方法。通过构造合适的双波入射基本流场,结合斜激波理论,可以推导出一种上游二维乘波流动叠加下游三维内收缩流动的基准流场。在此流场基础上进行流线追踪与气动融合设计,获得了一种乘波前体加三维内转进气道的气动布局方案。对该进气道方案数值模拟研究结果表明:在Ma6.0的设计状态下,该方案流量捕获系数能够达到0.96,总压恢复系数为0.53;而在Ma4.0的非设计状态,该方案流量捕获系数能够达到0.71,总压恢复系数为0.70。此外,与典型的前体二维混压进气道进行对比研究,乘波前体三维内转进气道方案总体性能提升明显,尤其是进气道流量捕获系数在设计状态下较二维方案上升了4.1%。

摘要：内外流曲面设计构型的广泛应用对以弯曲激波为特征的激波/边界层干扰机理的认知带来了艰巨挑战,构建全新的弯曲激波/边界层干扰理论体系意义重大。首先基于弯曲激波理论与自由干扰理论构建了二维弯曲入射激波/平板湍流边界层干扰的无黏流动模型,通过将流场划分为弯曲激波/膨胀波干扰区、弯曲激波/分离激波干扰区、边界层流动分离区3个典型流动区域,利用弯曲激波的波后二阶参数实现了对二维弯曲激波/湍流边界层干扰的流场特征描述。随后,采用数值方法验证了该理论模型的精度,在5种不同来流马赫数及激波条件下,分离点、激波交点等各关键坐标最大误差均小于4.5%。在此基础上,利用该模型着重分析了弯曲入射激波强度、边界层厚度、下游扰动对二维弯曲激波/湍流边界层干扰流场的影响规律,总结了分离区上游影响长度的增长特性。该模型是构建三维弯曲激波/边界层干扰理论体系的基础,也为未来弯曲激波/边界层干扰研究提供了一种新手段。

摘要：为实现三维内转进气道的内收缩流场与圆锥前体的外压缩流场的良好匹配,提出了一种双模块下颌式内转进气道/圆锥前体(Double-modules chin inward-turning inlet and conical forebody,DCII/CF)一体化设计方法,获得一种新颖的双发并置、侧向安装的DCII/CF一体化布局。针对该布局形式,开展了DCII/CF一体化构型与传统的单模块内转进气道/圆锥前体(Single-module inward-turning inlet and conical forebody,SII/CF)一体化构型的数值对比研究。结果表明:DCII/CF一体化布局不仅为内转进气道提供了良好的前体附面层排移效果,还有效避免了传统SII/CF布局中前体附面层与进气道内部流场之间的相互干扰。在Ma∞=6.0设计状态,DCII/CF一体化布局的进气道总压恢复系数相较传统的SII/CF布局有了显著提高,从0.403提高至0.482;但由于前体附面层的排移,该布局的捕获流量略有降低,SII/CF的流量系数为0.956,该布局则为0.917。而在非设计状态,该布局形式同样具备较好的总压恢复性能,在Ma∞=5.0与Ma∞=4.0时,总压恢复系数分别达到了0.586和0.682,明显高于SII/CF的总压恢复系数0.507和0.619。

摘要：为了判断进气道起动马赫数,基于Kantrowitz起动判据,联系激波关系式和流量连续方程得到一系列等值线,将等值线推广到有入射激波和低马赫数溢流的情况。结果表明这些等值线具有以下特性:等值线连接进气道的内收缩比和总收缩比;等值线是等总压恢复线和等流量线;等值线可由Isentropic曲线方程乘于进气道内收缩段自起动时总压恢复的倒数得到;存在入射激波的起动等值线在设计状态等值线的右侧;有低马赫数溢流的起动等值线在设计状态等值线的左侧;等值线提供了一种联系Kantrowitz和Isentropic曲线的方法。根据以上特性,将等值线应用于高超声速进气道起动问题,并通过实例应用文中的理论判据评估无粘条件下混压式多楔二元进气道来流起动马赫数理论值,与CFD结果吻合较好,误差小于2%,初步探索了理论快速估算进气道起动马赫数的可行性。