超声速轴对称进气道流场的数值模拟

《超声速轴对称进气道流场的数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第30卷第1期兵工学报Vl0I．30No．12009年1月ACrAARMAMENTARIIJan．2009超声速轴对称进气道流场的数值模拟熊志平，武晓松，夏强(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：利用有限体积法求解二维轴对称可压缩N-S方程，对超声速弹用进气道内外复杂流场进行了数值模拟，数值格式为二阶迎风格式，所得流场结构清晰。研究结果表明：随着来流马赫数的增加，总压恢复系数随之下降，稳定工作范围增大，同时流量系数逐渐增大，在激波贴口后流量系数基本保持不变；在同一来流马赫数的超临界状态下，随着进气道出口反压的提高，结尾正激波向喉道方向移动，结尾激波损失减小，总压恢复系

2、数提高，进气道出口马赫数减小，出口流场畸变程度降低。关键词：流体力学；冲压发动机；进气道；来流马赫数；数值模拟中图分类号：V211．4文献标志码：A文章编号：1000—1093(2009)01—0005—04NumericalSimulationofSupersonicAxisymmetricInletFlowFieldXIONGZhi—ping，WUXiao—song，XIAQiang(SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，Jiangsu，China)Ab

3、stract：Thecomplexflowfieldsofasupersonicramjetinletwerenumericallysimulatedby2Dax-isymmetriccompressibleN-Sequationsolvedwithinfinitevolumemethodandsecondorderupwindscheme，toobtainclearflowstructure．Theresultsshowthat，withtheincreaseofinflowMachnum—ber，thetotalpressurerecoverycoefficientreduces，

4、stableoperatingrangeincreases，flowcoefficientincreasesgraduallyandkeepsbeing．nonvariantwhentheconeshockattachesthecowllip；atthesuper—criticaloperationconditionofthesameinflowMachnumber，withtheincreaseofbackpressureattheexitoftheinletterminalnormalshockwavemovestowardsthethroat，consequently，thelo

5、ssofter—minalshockwaveweakens，thetotalpressurerecoverycoefficientattheexitoftheinletincreases，theMachnumberandthedistortiondegreeinflowfieldattheexitoftheinletreducesrespectively．Keywords：hydromechanics；ramjet；inlet；inflowMachnumber；numericalsimulation机提供稳定的气流。对于给定几何进气道而言，其0引言工作状态主要由飞行条件和燃烧室状态所决

6、定。目目前，固冲增程炮弹以其比冲高、具有自适应调前，国内外对进气道的研究很多，但主要用于导弹和节特性、结构简单、可靠性高等优点备受世界各国关飞机上叫J，对于弹用进气道的研究较少，其中：陈注。典型产品包括美国的75mm增程炮弹和南非雄J等人对亚额定、额定这两种不同状态下的冲压的155mm增程炮弹-2J。超声速进气道是固冲增增程炮弹进气道进行了数值模拟；谢旅荣]等人对程炮弹的关键部件之一，主要作用为利用来流的速设计马赫数为4的定几何混压式进气道进行了数值度冲压，将超声速气流转成亚声速气流，从而为发动模拟，研究了混压式进气道在不同马赫数下流量系收稿日期：2008—07—02作者简介：熊志平(

7、1963一)，男，研究员级高级工程师。E—mail：xzp—O03@sina．corn6兵工学报第30卷数、总压恢复系数的变化规律，并通过与试验结果对能量方程及k-e方程的残差至少下降3个数量级，比，证实了数值模拟技术的可靠性。由此看出，在初且进气道出口截面流量稳定。步设计过程中，研究不同飞行状态下，不同反压对进1．3计算域和边界条件气道性能的影响规律有着重要的实际意义。超音速进气道的外界条件：上游为超音速来流，本文利用数值模拟技术，针对某弹用