[發明專利]一種基于MVG的內轉式進氣道流動控制方法、裝置及其應用

有效

• 申請號: 202011250183.4
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112360631B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 賈要強;朱守梅;劉小勇;李大進;馬力;李斌
• 申請（專利權）人: 北京動力機械研究所
• 主分類號: F02C7/04
• 分類號: F02C7/04;F02C7/057
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 王雪芬

本發明涉及一種基于MVG的內轉式進氣道流動控制方法，屬于吸氣式發動機設計技術領域。本發明的方案中通過在合理的位置布置MVG，且MVG方向與流線追蹤所得流線方向相同即可，實現結構簡單，控制效果顯著，無附加流量損失，可利用偏離主流方向的二次流生成與進氣道內生流向渦方向相反的渦流，通過渦量的中和達到抑制、消除流向渦的目的；同時，該方案在僅有底板MVG作用時即可有效抑制流場內的流向渦，可進一步減小對喉道氣流的影響。加入頂板MVG后，帶底板MVG控制流場內的渦流幾乎消失。

技術領域

本發明屬于吸氣式發動機設計技術領域，具體涉及一種基于MVG 的內轉式進氣道流動控制方法。

背景技術

超聲速進氣道是吸氣式發動機的重要部件之一，其性能對于發動機整機性能有著重要影響。傳統的超聲速進氣道類型有二元進氣道、軸對稱進氣道、側壓式進氣道等，隨著技術的發展，內轉式進氣道逐漸成為吸氣式發動機進氣裝置的研究熱點。內轉式進氣道是一種基于流線追蹤技術設計而成的進氣道，其唇口反射激波與側壁相交所形成的強周向壓力梯度，會在邊界層內誘導產生流向渦，流向渦在沿下游運動的過程中不斷發展壯大，并與激波串相互作用，造成隔離段流場的非均勻性和不穩定性，成為影響進氣道性能的主要因素。目前研究人員采用的流向渦控制方法主要有兩種，一種是通過抽吸來排除低能渦流，減小流向渦尺寸；另一種是通過重構進氣道內壓縮型面來改變波系結構，進而減小周向壓力梯度，以此來削弱流向渦的強度。

其中抽吸方法對于流向渦的控制效果有限，施加控制后，通道內仍存在較大的渦流區，且會帶來一定的流量損失；型面控制方法需要在原有流線追蹤型面的基礎上進行調整，改變進氣道氣動特性，提高進氣道的設計難度，同時難以消除流向渦。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何設計一種流動控制方案，以較小的代價實現對內轉式進氣道流向渦的有效控制通過加入MVG來抑制內轉式進氣道內生流向渦，提升進氣道出口流場均勻性。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于MVG的內轉式進氣道流動控制方法，該方法通過以下方式實現：在所述內轉進氣道唇口反射激波與進氣道壁面的頂板、底板的交線周向均布一圈MVG，方向為無粘流場的流線方向，對應頂板、底板的位置分別均布半圈 MVG，分別為對應頂板位置的MVG、對應底板位置的MVG。

優選地，所有MVG均采用葉片式MVG。

優選地，采用的每個MVG的前緣高度為0。

優選地，采用的每個MVG的厚度均不同。

優選地，采用的每個MVG的長度均不同。

優選地，采用的每個MVG的尾緣高度均不同。

優選地，采用的每個MVG均位于邊界層內，各MVG均根據當地邊界層厚度對其長度及尾緣高度進行匹配。

優選地，采用的各個MVG尾緣高度的取值范圍均為0.4～0.7倍邊界層厚度。

本發明還提供了一種所述內轉式進氣道流動控制方法的裝置，該裝置包括所述一圈MVG。

本發明還提供了一種所述的裝置在吸氣式發動機設計技術領域中的應用。

(三)有益效果

本發明的方案中通過在合理的位置布置MVG，且MVG方向與流線追蹤所得流線方向相同即可，實現結構簡單，控制效果顯著，無附加流量損失，可利用偏離主流方向的二次流生成與進氣道內生流向渦方向相反的渦流，通過渦量的中和達到抑制、消除流向渦的目的；同時，該方案在僅有底板MVG作用時即可有效抑制流場內的流向渦，可進一步減小對喉道氣流的影響。加入頂板MVG后，帶底板MVG 控制流場內的渦流幾乎消失。

附圖說明