摘要：介绍了三维内收缩高超声速咽式进气道的设计方法,开发了相应的设计程序.在高度为30km,设计马赫数为5和攻角为0°工况下进行设计,使用CFD模拟技术,对设计方法和程序进行了验证.最后采用设计程序,考虑咽式进气道的设计参数,即流线追踪出口形状、基准流场压缩角和设计马赫数等,对比分析了其对咽式进气道设计工况下几何与气动性能的影响.结果表明：矩形出口宽高比接近2时,总长、润周面积等几何性能相比较小宽高比时更好.初步设计可以将压缩角配置在8°~12°范围内,且后压缩角小于前压缩角.

摘要：凹腔构型对超声速燃烧室的燃烧效率、阻力特性、火焰稳定等性能都有重要的影响,且凹腔构型各参数变化产生的影响存在复杂的耦合作用。因此,针对横向喷射燃料的三维超声速燃烧室凹腔构型进行了基于代理模型的优化设计及参数分析研究。首先对凹腔的长度、深度和后壁倾角进行正交试验设计,数值仿真用以对凹腔燃烧室进行流场与性能分析,建立燃烧室燃烧效率和总压恢复系数与设计变量间的代理模型,根据基于替代模型的复杂系统优化策略,采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对凹腔构型进行二次优化设计,得到Pareto前沿面。结果分析表明,优化凹腔构型可分为窄深型、浅长型和中深中长型,分别对应Pareto前沿面的急变段、平缓段和巨变段;凹腔燃烧室的燃烧效率与凹腔长度呈负相关,与凹腔深度呈正相关,总压恢复系数反之;后壁倾角对总压恢复系数和燃烧效率影响均较小。平缓区的燃烧室压力幅度变化小且总压恢复系数高,其长深比在2.67~8,在不需要极高的燃烧效率情况下,可以优先选择平缓区凹腔构型。

摘要：采用基于雷诺时均方程的数值模拟方法,对一种Ma=4级的轴对称超声速变几何进气道气动方案设计及其性能分析开展了研究。首先,基于总体设计约束,构建了进气道3种外压缩气动方案、5种内压缩设计方案、多种不同的扩压器设计方案,对其不同来流马赫数下的气动性能进行了数值模拟对比分析,给出了典型几何设计参数对该类超声速轴对称进气道气动性能的影响规律;据此,获得了一种三级锥外压缩、扩压段面积与中心线变化规律前后缓急相当的唇罩可动式轴对称超声速可调进气道气动设计方案及其几何调节规律。其次,对所设计的可调进气道开展了气动性能分析研究,数值模拟的结果显示:在不同的马赫数状态下,该可调进气道的捕获流量满足预期设计需求,Ma=2和Ma=4时,进气道出口的总压恢复系数分别为0.82和0.45。