迎角动态变化对二元高超声速进气道气动特性的影响

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1、第31卷2010年第4期4月航空学报ACTAAERoNAUTlCAETASTR()NAUTlCASlNICAV01．3lNo．4Apr．2010文章编号：1000一6893(20lO)04一0709一06迎角动态变化对二元高超声速进气道气动特性的影响刘凯礼，张垄元(南京航空航天大学能源与动力学院，江苏南京2l0016)EffectOfDynamicAngleofAttackonUnsteadyAerodynamicCharacteristicsof2DHypers仰icInletLiuKaili，ZhangKunyua

2、n(CollegeofEnergyandPowerEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Naniing210016，ChiIla)摘要：针对高超声速飞行器受到扰动后迎角可能会发生瞬时大幅度改变或振荡的问题，对来流马赫数为4．03、迎角动态变化的二元高超声速进气道流场进行了非定常数值模拟。分别在进气道等速上仰和按正弦波振荡条件下研究了迎角动态变化对进气道气动特性的影响。计算结果表明：迎角动态变化时，进气道流场特征和性能参数的变化规律和稳态时情况

3、基本保持一致，但是存在明显的迟滞现象；二元高超声速进气道动态上仰的迎角速率越大，进气道发生不起动时的迎角值越大；在进气道下壁面附近的低速区，非定常效应的影响显著，受进气道固壁面运动的影响，低速区的产生、发展及消失影响进气道气动特性。关键词：高超声速进气道；迎角；非定常；不起动；数值模拟中图分类号：：V211．3；V211．48文献标识码：AAbstract：Inordertostudythecharacteristicsofhypersonicinletresponsetorapidperiodicdynamicang

4、leofattack，numericalsimulationsareperformedon2Dhypersonicinletswithdynamicanglesofattack．TheeffectofdynamicangleofattackonunsteadyaerodynamiccharacteristicsisanalyzedataMachnumberof4．03．Twocasesoftheangleofattackmotionareconsidered．Inthefirstcase，theinletmovesup

5、wardataconstantanguIarvelocity，whileinthesecondcaseitrepeatsacyclicmotion．Theinvestigationsuggeststhat：Fordynamicincreaseoftheangleofattack，similaftothesteadycases，thecharacteristicsoftheflowfieldandtheperformanceoftheinletaresignificantlyaltered，whiletheunstead

6、yflowfieldfeatureandper—formance1agbehindthesteadycases．1nthefirstcase，thevalueoftheangleofattackatunstarttendstoincreasewiththerisingoftheangularvelocity．Inthelowflow—speedareanearthebottomwall，theimpactoftheunsteadyflowontheaerodynamiccharacte“sticsoftheinleti

7、ssignificant：theappearance，develop—mentanddisappearanceofthelowflow—speedareacausedbythemovementofthesolidwallwouldaltertheaeI．odynamiccharacteristicsofthe2Dhypersonicinlet．Keywords：hypersonicinlet；angleofattack；unsteady；unstart；numericalsimulation高超声速飞行器在飞行过程中，

8、会经历各种不同的飞行状态，经受不同的扰动。文献[1]阐述了高超声速飞行器与助推火箭分离过程中，由于质心和压力中心瞬间发生巨大移动使飞行器受到强烈的扰动力矩，造成飞行器的迎角发生大幅度快速变化。为了提高高超声速进气道的起动性能以及提高助推过程的可靠性[2]，通常采用整流罩或唇口变几何机构将进气道入口堵住，到接力点马赫数时将进气道入口