外并联型tbcc进气道模态转换特性研究

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1、硕士学位论文外并联型TBCC进气道模态转换特性研究INVESTIGATIONOFOVER/UNDERTBCCINLETMODETRANSITIONCHARACTERISTICS曹石彬哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TH235.21学校代码：10213国际图书分类号：620密级：公开工程硕士学位论文外并联型TBCC进气道模态转换特性研究硕士研究生：曹石彬导师：常军涛副教授申请学位：工程硕士学科：动力工程所在单位：能源科学与工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TH235.21U.D.C:620Dissertationf

2、ortheMasterDegreeinEngineeringINVESTIGATIONOFOVER/UNDERTBCCINLETMODETRANSITIONCHARACTERISTICSCandidate：CaoShibinSupervisor：AssociateProf.ChangJuntaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PowerMachineryandEngineeringAffiliation：EnergyScienceandEngineeringDateofDefence：July,2015D

3、egree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要为实现飞行器自行起飞、可重复利用、飞行马赫数范围宽、低速性能好、可靠性高等特点，组合循环动力系统是最佳选择。涡轮基组合循环（TBCC）发动机是一种结合涡轮发动机和冲压发动机的组合推进系统，其中外并联型TBCC发动机中两种发动机工作在两个相互独立的通道中，相互之间的干扰较小，气动设计和调节控制更加简单。TBCC发动机的模态转换过程是涡轮发动机和冲压发动机相互切换的过程，也是研究的重点和难点。模态转换过程主要依靠进气道的分流来完成，因此本文围

4、绕外并联型TBCC进气道在模态转换过程中的几个关键问题开展研究，分析进气道在模态转换过程中的性能变化规律，不起动特征以及转级马赫数的影响。首先，本文利用定常和非定常数值模拟相结合的方法，辅以网格动态更新技术，分析了模态转换过程中外并联型TBCC进气道的流场变化，性能参数的变化以及模态转换时间的影响。在零背压和高背压下对进气道的流场变化进行了分析，给出了进气道的流量系数，总压恢复系数以及出口马赫数的变化规律，发现进气道内激波的传播滞后于分流板的转动，而且模态转换时间越短，滞后越明显。然后，对模态转换过程中涡轮/冲压进气道的不起动特性分别进行了分析，并探讨了抽吸对冲压进气道不起动性能的

5、影响。研究表明，模态转换过程中，涡轮进气道的抗反压能力不断下降，在进气道不起动时未发生喘振；而冲压进气道的抗反压能力不断增强，并且在出现不起动时伴随着喘振。抽吸提高了冲压进气道在模态转换结束时的起动能力以及抗反压能力。最后，研究了转级马赫数对进气道模态转换过程的影响。分析了3种转级马赫数下进气道流场、性能参数以及不起动特性的变化。综合来看，提高转级马赫数对进气道的性能参数影响不大，但是能显著提高其抗反压能力。-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文关键词：TBCC进气道；外并联型；模态转换过程；进气道不起动；转级马赫数-II-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractToreali

6、zethepropertyofself-launching,reusability,widefightscope,finelow-speedperformance,andhighreliability,etc.combinedcyclepropulsionsystemisthebestoption.Turbine-basedcombinedcycleenginecombinesturbojetandramjet.Fortheover-underTBCCengine,thesetwoenginesworkinindependentduct,whichleadtolowinterfer

7、enceandeasyaerodynamicdesignandcontrol.ThemodetransitionofTBCCengineistheswitchofturbojetandramjet,whichisalsothehighlightanddifficultyofresearch.Themodetransitionprocessreliesontheflowseparationofinlet.Therefore,thisthesisstudiedsomeke