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fluent的TBCC二元可调进气道模态转换过程数值模拟(3)

时间:2021-10-24 20:39来源:毕业论文
2。2高速通道外压段的设计 该设计的二元混压式高超声速进气道由3道外压缩斜激波和1道内压缩斜激波组成。对于跨马赫数范围工作的定几何混压式进气道

2。2高速通道外压段的设计

该设计的二元混压式高超声速进气道由3道外压缩斜激波和1道内压缩斜激波组成。对于跨马赫数范围工作的定几何混压式进气道一般按照飞行马赫数的上限作为设计马赫数,确定多波系的各级楔角和位置。按飞行马赫数的下限确定进气道的喉道面积。根据设计马赫数(Ma为6)来计算三折中心楔的角度,第一级楔板取6°,然后使用计算程序进行计算,本文选用“Oblique Shock Date”这个程序。这个程序可以根据输入的来流马赫数,偏角和比热比计算出来流经过该道斜激波后的马赫数,波角和压力比。

为了得到最大的总压恢复系数,要求各斜激波前的来流马赫数相等,即

                       

经过第一道激波用程序算得结果如下图1。1 

图2。1 经过第一道激波

由图2。1可知,计算后得出波后波角为13。98°,波后马赫数为5。18马赫,压强比为2。29。由公式计算得第二级楔板的偏角为6。95°。重复上述计算步骤,得到经过第二道激波后的数据如图2所示。

图2。2经过第二道激波文献综述

由图2。2可知,波后波角为16。27°,波后马赫数为4。439733,压强比为2。29067,再由 

公式计算得第三极楔板的偏角为8。12°再重复上述步骤得到经过第三道激波的数据如图2。3。

图2。3 经过第三道激波

经过第三道激波后的波后偏角为19。12061°,波后马赫数为3。762311,压强比为2。300715。经过上述计算设计得到进气道的外压段设计如图2。4所示。

图2。4 进气道高速通道外压段 

2。3 高速通道内压段的设计

内压段的截面积先收缩再扩张,外表面平直,是一具有内型面的管道。高压空气在先收缩再扩张的超声速喷管中能基本上等熵膨胀为超声流,人们就自然地尝试将收-扩喷管倒过来使用,使超声速流在先收缩再扩张的管道内基本上等熵滞止为压声速流。设计过程:(1)以外压段的设计结果马赫数作为内压段的进口马赫数,即确定了唇口截面的马赫数,(2)根据Kontrowitz限确定自起动收缩比,(3)根据喉道面积作于下壁面同心圆,(4)从唇口前缘点作直线与上壁面圆相切。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com

设计图如图2。5所示:

图2。5 进气道高速通道设计示意图

2。4 低速通道的设计

低速通道按照常规的外压式进气道设计,整个滞止过程全部在进气道唇口外进行,外压段为和高速通道共用的两级楔板,在外压段后面直接设计成一个等高度的喉道,后面进行渐扩段设计,长度为6倍喉道高度 ,扩张角为1度,内通道的弯曲段,曲率半径为10倍喉道高度,在渐扩段后面进行突扩段设计 ,为了减少损失,防止气流分离,沿通道的局部当量扩张角不应太大,本设计采用了马赫数二次曲线的变化规律进行设计,突扩段长度为800mm,出口高度为112。162mm

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