[發明專利]超聲速進氣道及其壁面確定方法

有效

• 申請號: 201210592096.6
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN102996254A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 趙玉新;趙延輝;范曉檣;梁劍寒;王振國
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: F02C7/04
• 分類號: F02C7/04
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

1.一種超聲速進氣道的壁面確定方法，其特征在于，包括：

根據前體長度和捕獲高度，確定所述超聲速進氣道的前體激波曲線；

根據飛行條件和所述前體激波曲線的形狀，采用特征線法，確定所述超聲速進氣道的前體壁面曲線和波后流場，其中，所述前體壁面曲線的一端為所述前體激波曲線的第一端點；

根據超聲速進氣道設計結構的幾何約束，采用所述特征線法，確定所述超聲速進氣道的下游壁面曲線，其中，所述下游壁面曲線的第一端點為所述前體壁面曲線的遠離所述前體激波曲線的端點；

根據所述超聲速進氣道設計結構的幾何約束，利用特征線法，確定所述超聲速進氣道的相對應的上下壁面曲線，其中，所述上下壁面曲線中的上壁面曲線的一端為所述前體激波曲線的遠離所述前體壁面曲線的端點，下壁面曲線的一端為所述下游壁面曲線的第二端點；

根據所述上壁面曲線確定所述超聲速進氣道的上壁面；

根據所述前體壁面曲線、下游壁面曲線以及下壁面曲線確定所述超聲速進氣道的下壁面。

2.根據權利要求1所述的超聲速進氣道的壁面確定方法，其特征在于，確定所述前體壁面曲線和波后流場之后，所述根據所述超聲速進氣道設計結構的幾何約束，采用所述特征線法，確定所述超聲速進氣道的下游壁面曲線的步驟包括：

根據外收縮比，確定所述超聲速進氣道內壓縮入口截面所在射線，其中，所述射線的端點為所述前體激波曲線的遠離所述前體壁面曲線的端點。

3.根據權利要求2所述的超聲速進氣道的壁面確定方法，其特征在于，確定所述射線之后，所述根據超聲速進氣道設計結構的幾何約束，采用所述特征線法，確定所述超聲速進氣道的下游壁面曲線的步驟還包括：

根據所述超聲速進氣道的啟動性能要求，設定所述射線上的流場參數分布。

4.根據權利要求3所述的超聲速進氣道的壁面確定方法，其特征在于，確定所述射線上的流場參數分布之后，所述根據超聲速進氣道設計結構的幾何約束，采用所述特征線法，確定所述超聲速進氣道的下游壁面曲線的步驟還包括：

從所述前體壁面曲線的遠離所述前體壁面曲線的端點，沿接近所述射線的方向設定一段下游壁面曲線，并確定該段下游壁面曲線的另一端點；

使該段下游壁面曲線初始方向角等于所述激波曲線的方向角；

采用所述特征線法，確定從該段下游壁面曲線的另一端點發出的左行特征線以及該左行特征線與所述射線的交點，使該交點滿足所述射線上的流場參數分布；

若該交點的流場參數壓縮不夠，則增加初始方向角，否則減小初始方向角，直至達到所需要的精度。

5.根據權利要求4所述的超聲速進氣道的壁面確定方法，其特征在于，確定所述左行特征線之后，所述根據超聲速進氣道設計結構的幾何約束，采用所述特征線法，確定所述超聲速進氣道的下游壁面曲線的步驟還包括：

將所述左行特征線作為新的邊界，再向接近所述射線的方向設定一段下游壁面曲線，并使該段下游壁面曲線的初始方向角等于前一段下游壁面曲線的流動方向角；

利用所述特征線法，確定從該段下游壁面曲線的自由端點發出的新的左行特征線以及該新的左行特征線與所述射線的交點，使該交點的滿足所述射線上的流場參數分布；

若該交點的流場參數壓縮不夠，則增加該段下游壁面曲線的流動方向角，否則減小該段下游壁面曲線的流動方向角，直至達到所需要的精度；

重復上一過程，獲得新的一段下游壁面曲線，直至所述下游壁面曲線與所述射線相交，完成所述下壁面曲線的確定。

6.根據權利要求5所述的超聲速進氣道的壁面確定方法，其特征在于，確定所述下游壁面曲線之后，根據所述超聲速進氣道設計結構的幾何約束，利用特征線法，確定所述超聲速的相對應的上下壁面曲線的步驟包括：

將所述下游壁面曲線的第二端點和所述射線頂點所確定的特征線上的流場參數分布作為入口邊界的流場參數分布，采用所述特征線法，確定該入口邊界的影響域。

7.根據權利要求6所述的超聲速進氣道的壁面確定方法，其特征在于，確定所述入口邊界的影響域之后，根據所述超聲速進氣道設計結構的幾何約束，利用所述特征線法，確定所述超聲速的相對應的上下壁面曲線的步驟還包括：

根據內壓縮幾何約束，確定流場中心線，并設定該流場中心線上相應的馬赫數分布，其中，所述流場中心線的一端點與所述入口邊界的影響域的遠離所述入口邊界的點重合。