高超声速进气道系统阻力特性研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文高超声速进气道系统阻力特性研究姓名：卫永斌申请学位级别：硕士专业：航空宇航推进理论与工程指导教师：张堃元20081201南京航空航天大学硕士学位论文摘要本文通过数值模拟详细研究了高超声速二元进气道所用简单压缩楔面上的各项阻力在两种不同马赫数下随压缩楔几何参数的变化。接着设计了一个考虑减阻的高超声速二元进气道，研究了该进气道的内部阻力（包括：压差阻力、摩擦阻力、总阻力、摩擦阻力所占比重、附加阻力、推力效率、推阻比）随马赫数的变化。在阻力研究的基础上，简要的总结了低阻高超声速二元进气道的设

2、计方法。其次，设计了基准高超声速三维侧压式进气道，并且对影响三维侧压式进气道内部阻力的各项设计参数开展了全面的数值模拟和参数化研究，获得了各项设计参数对三维侧压式进气道内部阻力的影响规律，找到了对三维侧压式进气道内部阻力影响较大的参数。在此基础上，初步系统的总结了低阻三维侧压式进气道的设计方法。然后，根据低阻三维侧压式进气道的设计方法，经过多方案计算和比较，找到了一个最优低阻三维侧压式进气道的设计方案，并且在不同来流马赫数条件下，对该进气道和基准进气道的内部阻力、总体性能作了数值模拟的对比。经比较发现，该低阻进气

3、道不仅内部阻力比基准进气道的小，而且其总体性能也优于基准进气道。此外，研究中还发现:在高马赫数下，三维侧压式进气道的附加阻力会变为负值，即变成所谓的“附加推力”。最后，制作了低阻进气道和基准进气道的试验模型，在试验条件下对两模型进行了数值模拟和Ma5.3的风洞试验对比，从而证明了本文所述的减阻设计是正确可行的。关键词：高超声速二元进气道，三维侧压式进气道，内部阻力，基准进气道，低阻进气道，设计方法，风洞试验I高超声速进气道系统阻力特性研究ABSTRACTAdetailedstudyisperformedincur

4、rentdissertationonvariationofdragsactedonthesimplecompresssurfaceusedintwo-dimensionalhypersonicinletsalongwithvariationofgeometryparameterattwodifferentMachnumber.Then,atwo-dimensionalhypersonicinletwithbetterdragcharacteristichasbeendesignedandvariationofit

5、sinternaldragsincluding:pressuredrag、frictiondrag、totaldrag、ratiooffrictiondrag、additivedrag、thrustefficiency、thrustanddragratioalongwithvariationofMachnumberarealsodetaildelyinvestigated.Bydragsinvestigation,simpledesignmethodoftwo-dimensionalhypersonicinlet

6、swithlowinternaldragshasbeengiven.Secondly,anumericalparametricstudyofdesignparameterseffectedoninternaldragsofstandardthree-dimensionalsidewallcompressioninlethasbeenperformed.Thevariationrulesofitsinternaldragsalongwithvariationofthedesignparametershavebeen

7、discovered.Besides,thedesignparameterswhichhavemoreeffectoninternaldragsofthestandardinlethavebeenascertained.Thenonthebaseofitsdragsstudy,theelementarysystemicdesignmethodofthree-dimensionalsidewallcompressioninletwithlowinternaldragshasbeengiven.Basedonthed

8、esignmethodofthree-dimensionalsidewallcompressioninletwithlowinternaldrags,anoptimizationthree-dimensionalsidewallcompressioninletwithlowinternaldragshasbeendesigned.Then,theinternaldrags