侧板构型对二维高超声速进气道启动性能的影响

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1、第31卷第2期2010年2月航空学报ACTAAERoNAUTlCAETASTRONAUTICASINICAVoI．31NO．2Feb．2010文章编号：1000-6893(2010)02—0217—06侧板构型对二维高超声速进气道启动性能的影响王翼，范晓樯，何继宏，陈逖，梁剑寒，王振国(国防科学技术大学航天与材料工程学院，湖南长沙410073)EffectofSidewallGeometryonStartingCharacteristicsofTwo-dimensionalHypersonicInletWangYi，FanXiaoqiang，HeJihon

2、g，ChenTi，LiangJianhan，WangZhenguo(CollegeofAerospaceandMaterialsEngineering，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，China)摘要：对侧板前掠和侧板后掠两种构型的二维高超声速进气道开展了自由射流试验和数值模拟，考察了侧板构型对进气道启动性能的影响。结果表明，侧板前掠进气道的启动性能要明显优于后掠构型。通过对壁面压力分布、油流试验和数值模拟结果进行分析，发现侧板后掠进气道不启动流场大规模流动分离位于底板一侧，而前掠侧

3、板对底板附近的流动分离具有限制作用，使得前掠构型不启动流场大规模分离形成于外罩一侧。外罩一侧边界层更薄，抵抗反压能力更强，更不容易发生分离，这正是造成前掠构型启动性能更优的原因。关键词：高超声速；进气道；侧板构型；启动性能；自由射流；数值模拟中图分类号：V211．48文献标识码：AAbstract：Two-dimensionalhypersonicinletswithaforward-sweptsidewallandanaft-sweptsidewallaretestedexperimentallyandsimulatednumericallytOexam

4、inetheeffectofsidewallgeometryonthestartingcharacteris—ticsofatwo-dimensionalhypersonicinlet．Theresultshowsthattheforward-sweptsidewallinletexhibitssig—nificantlybettercapabilityofself-starting．Thebottomwallpressuredistribution，surfaceoilflowpatternandnumericalresultallrevealthatt

5、heunstartedflowfieldstructuresofthetwoinletsarequitedifferent．Large-scaleflowseparationoccursatthebottomwallsideintheunstartedflowfieldofanaft-sweptsidewallinlet，whileitisatthecowlsideintheunstartedflowfieldofaforward-sweptsidewallinletbecauseoftheconstraintontheseparationbubbleby

6、theforward-sweptsidewallleadingedge．Thecowlsideboundarylayerismuchthinnerthanthebottomwallsideboundarylayeranditcanresiststrongerreversepressuregradientbeforetheseparationoccurred．Thataccountsforthefactthattheforward-sweptsidewallinlethasbetterstartingcharac-teristies．Keywords：hyp

7、ersonic；inlet；sidewallgeometry；startingcharacteristics；free-jet；numericalsimulation二维构型的平面压缩高超声速进气道利用纵向平面内的收缩通道对捕获气流进行压缩，来达到减速增压的目的。其几何结构相对简单，流场结构也相对简单，便于分析，因此在国内外都得到了广泛研究[1巧]。在二维进气道中，气流经过前体的预压缩后进入由机体、外罩和侧板围成的内收缩段，继续减速增压，并将流动方向重新转为水平。在前体的设计过程中通常采用激光一唇121(Shock—on-Lip)思想。这样做一方面可以保证

8、设计状态下进气道具有良好的流量特性；另一方面收稿日期：2008—1