自由射流试验中超声速进气道流场的数值研究

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1、第3l卷第6期沈阳航空航天大学学报V01．31No．620l4年12月JoumalofShenyaIlgAeroSpaCeUnivers时Dec．2Ol4文章编号：2095—1248(2014)06—0019一05自由射流试验中超声速进气道流场的数值研究侯亚君1，徐让书1，王键灵1，王娟娟2(1．沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)，沈阳ll们36；2．中国燃气涡轮研究院航空发动机高空模拟航空科技重点实验室，成都610500)摘要：应用CFD方法，通过特征线法设计超声速喷管，在喷管出口形成超声速进气

2、道高空飞行时的工作环境。分析不同马赫数下喷管出口马赫数分布情况，发现出口核心区存在于距离喷管出口壁面垂直方向3倍边界层位移厚度的位置。简要分析了二元超声速喷管出口马赫数分布情况。将自由射流模型模拟结果与模拟飞行模型模拟结果进行比较。进气道进口斜激波分布基本一致，分布合理，与理论吻合较好，喷管的射流满足高空模拟试验要求。关键词：高空试验模拟；自由射流；超声速进气道；数值计算中图分类号：v216．8文献标志码：Adoi：10．3969／i．issn．2095—1248．2014．06．004N哪erica

3、lstudyonnow6elds0fsupersollicillletinfree-jettestH0uYa-junl，xuRang—shul，wANGJiall．1in91，wANGJu柚-juall2(1．f’acultyofAerospaceEngineeringSh∞y锄gAerospaceUlliversi哆，Sheny狮g11叭36，Cmna；2．AViationK

4、eyLab0删ofScienceand融hnology柚dAem—En舀ne触timdeSi舢ladon，CllinaGas

5、TurbimEstablishment，Chengdu610500，Cllina)Abstract：ApplyingCFD，mesuperSoIlicnozzlewasdesignedinhghtofmeⅡlodofcharac锄stics．TheenViro啪entorsuperSoIIicinletinanaltitudeflightwassimulatedatmeouⅡetOf廿1atnozzle．，I’llecoreareaofmeouUetwasfoundneartllewallattlle

6、distaIlceofmreefoldboundaDrlayerdisplacementtllick—nessbyaIlalyzingtllecontoursofMachindifferentsitu撕Ons．AbriefaIlalysisofMachdistributionint11ebinarysuperSoIlicnozzleoutletwaspresented．Thesimulationresultsomle丘．ee-jetmodelandmemghtsimulationmodelwereco

7、mpared．TherewasaconsistentaIldreasonabledistributionofobliqueshockinttleimportofmeinlet，wllichwasingood秽mentwimmet11eory，andtllerefore，fitmealti—mdetestrequirementwell．Keywords：altitudesimulationtest；觚e-jet；supersoIlicinlet；nuInericalcalculation航空发动机的气动

8、热力问题、机械系统问题、匹配性问题及控制规律问题等都必须通过高空台模拟试验进行充分的调试和验证‘1

9、。航空发动机模拟高空试验主要有直接连接式模收稿日期：2014一07一Ol作者简介：侯亚君(1987一)，男，辽宁北票人，硕士研究生，主要研究方向：空气动力试验技术与仿真，E—mail：houyajunl987@163．com；徐让书(1962一)，男，浙江乐清人，教授，主要研究方向：航空发动机数值仿真研究，E·mail：xur札gshu@yahoo．cOm。20沈阳航空航天大学学报第3l卷拟高空试验、自

10、由射流式模拟高空试验和推进风洞高空试验。直连式高空模拟试验只在发动机进口建立所要模拟的飞行高度和飞行速度所对应的进气道出口总温、总压和发动机质量流量，无法模拟进气道内流动。自由射流模拟高空试验所需气源供气量和抽气量约为发动机空气质量流量的2～3倍，与推进风洞试验相比较，解决飞机进气道一发动机相容性问题的效果接近，而耗能仅是后者的15％～25％”o。目前对超声速自由射流和超声速进气道研究较多‘卜14。，对发动机高空模拟超声速进气道试验自由射流的研究比较少。