亞音速進(jìn)氣道的優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、進(jìn)氣道的作用主要是對飛行器飛行過程中迎面高速來流進(jìn)行減速增壓并整流，為發(fā)動機(jī)提供充足的均勻高壓流體。隨著現(xiàn)代飛行器的速度和機(jī)動性的不斷提高，對發(fā)動機(jī)的要求越來越高，而進(jìn)氣道對發(fā)動機(jī)工作性能影響顯著，因此進(jìn)氣道性能的好壞成為影響飛行器飛行性能的關(guān)鍵因素之一。本文研究的進(jìn)氣道，具有位于幾何中心線下方的“C”型入口，經(jīng)過“S”彎后進(jìn)氣道的圓形出口中心位于幾何中心位置。設(shè)計過程中，先對進(jìn)氣道進(jìn)行參數(shù)化處理，將進(jìn)氣道的幾何形狀表述為有限的控制參數(shù)

2、，通過控制參數(shù)的調(diào)整，精心選擇進(jìn)氣道的幾何中心線、截面面積沿流動方向的變化規(guī)律、由“C”型向“O”型的截面漸變規(guī)律等，最終設(shè)計出了滿足幾何和氣動參數(shù)要求的進(jìn)氣道形狀。設(shè)計計算中，采用 CFX進(jìn)行流場模擬，采用 Isight調(diào)節(jié)進(jìn)氣道成型的控制參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動尋優(yōu)，對不同方案的流場進(jìn)行了詳細(xì)分析。
　　“S”彎的設(shè)計是影響進(jìn)氣道出口流動的關(guān)鍵因素。計算表明，“S”彎折轉(zhuǎn)比較劇烈使得流場附面層增厚，同時也帶來了較大的能量損失；但是當(dāng)折轉(zhuǎn)過

3、于平緩時，擴(kuò)張型面比較大的方案（出口半徑較大）使得勢流核心區(qū)位置偏離中心位置，擴(kuò)張壁面附近的流體速度得不到補(bǔ)充，會產(chǎn)生嚴(yán)重的流動分離；因此“S”彎的折轉(zhuǎn)程度適當(dāng)時，才能改善流場的均勻性；削弱附面層，畸變度減小；得到比較均衡的出口流場。
　　對比參考進(jìn)氣道和優(yōu)化后的進(jìn)氣道，可以看出優(yōu)化后的進(jìn)氣道比原來的進(jìn)氣道氣動性能得到了改善：在相同的邊界條件下，總壓恢復(fù)系數(shù)系數(shù)明顯提高；對于小出口尺寸的兩個方案，優(yōu)化之后的進(jìn)氣道附面層明顯變薄，總