尺度效应对高超声速二元进气道自起动性能的影响

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1、中国科学技术大学硕士学位论尺度效应对高超声速二元进气道自起动性能的影响作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：凌岗流体力学杨基明教授李祝飞博士后二O一四年五月YIIIILl[2lllLIl[6llllllollLIIklllllll7llllll5llklllolllllY2601750UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfOrMaster’Sdeqree'rTheinfluenceofmodeIscaleonthestartingCharaCterISti

2、CSof2DhypersonicinletsAuthor’SName"GangLingSpeciality：FluidMechanicsSupervisor：Prof．JimingYangPostdoctor．ZhufeiLiFinishedtime：May，2014中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者虢遍蕴签字

3、日期：曼型丝墨：三中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。p公开口保密(——年)作者签名：缓函签字日期：2望丝：笸!至导师签名：蜘八签字日期：丝!丝。

4、亟：墨摘要高超声速进气道作为吸气式超燃冲压发动机重要的气动部件，其能否正常起动直接影响到发动机能否稳定、高效的工作，国际上进行的多次飞行试验就是因为进气道没有预期起动而导致未能达到试验目标。影响进气道起动的因素方方面面，几何构型的改变、来流条件的变化以及飞行姿态的调整都会对进气道起动性能产生影响，为进气道起动能力预测带来了不确定因素。本文主要结合数值模拟和风洞试验，研究了缩尺效应对进气道自起动性能的影响，并在此基础上对雷诺数进行了深入的研究，同时对极低雷诺数情况下进气道反而呈现自起动的现象进行了详细分析，主要结论如下：1、在

5、来流一定时，随着模型尺度的减小，进气道自起动马赫数有所增加，自起动性能会有所降低；在雷诺数相等时，不同缩尺模型自起动马赫数基本保持一致，说明雷诺数是影响不同尺度进气道自起动性能的主要因素。2、在不同单位雷诺数条件下，试验结果表明在极低单位雷诺数下进气道会呈现一种起动状态，通过数值模拟比较发现层流数值模拟结果相对湍流结果与实验流场更加吻合。3、通过进一步的数值模拟结果表明，在层流情况下，由于分离区向前体压缩面大范围的延伸，缓解了进气道入口的逆压梯度，从而在喉道处可以形成主体为超声速的通畅流道；而在湍流情况下，进气道入13处激波

6、／边界层干扰形成过分集中的分离泡，导致进气道入口出现明显的壅塞，这也是进气道不起动的主要原因。同时对比流量系数表明层流时明显低于湍流的情况，因此严格来说这种起动现象并不属于真正意义上的起动状态。本文研究指出了缩尺效应对进气道起动性能会有一定的影响，而在过低雷诺数时可能会出现异常情况，这对于地面试验模型尺度的选择具有一定的指导意义，同时对进气道在极端条件下工作也有一定的参考价值。关键词：高超声速进气道，缩尺效应，边界层转捩，单位雷诺数，层流摘要IIAbstractABSTRACTAsanimportantaerodynamic

7、componentofairbreathinghypersonicvehicle，thestartingcharacteristicofahypersonicinletplaysanimportantroleforthestabilityandefficiencyofthescramjetengine．Ithasbeenreportedthatseveralfamousflighttestswerefailedtoachievetheirtestobjectivesbecausetheinletwasunabletostar

8、taSexpected．Manyfactorssuchasgeometryofinlet，flowconditionsandtheflightattitudeetc．，mayaffectthestartingcharacteristicofhypersonicinlets．Inthispa