[發(fā)明專利]基于彎曲激波的雙設(shè)計(jì)點(diǎn)寬速域內(nèi)收縮進(jìn)氣道設(shè)計(jì)方法

在審

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• 申請日: 2023-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN115977801A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱呈祥;蔡澤君;鄭曉剛;尤延鋮
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號(hào): F02C7/04
• 分類號(hào): F02C7/04
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

1.基于彎曲激波的雙設(shè)計(jì)點(diǎn)寬速域內(nèi)收縮進(jìn)氣道設(shè)計(jì)方法，其特征在于包括以下步驟：

1)給定雙設(shè)計(jì)點(diǎn)基本流場的高/低馬赫數(shù)來流條件、高/低馬赫數(shù)基本流場的中心體高度、低馬赫數(shù)入射激波形狀以及低馬赫數(shù)捕獲流量系數(shù)；

2)根據(jù)低馬赫數(shù)捕獲流量系數(shù)計(jì)算低馬赫數(shù)基本流場中的唇流線起始高度，結(jié)合低馬赫數(shù)激波形狀確定唇流線起始點(diǎn)坐標(biāo)；

3)應(yīng)用特征線法根據(jù)低馬赫數(shù)激波形狀計(jì)算波后的已知流場，獲得部分已知的壁面母線，再結(jié)合步驟2)中的唇流線起始坐標(biāo)進(jìn)行流線追蹤，獲得低馬赫數(shù)流場中的部分已知唇流線；

4)將步驟3)中獲得的壁面母線和步驟1)中的高馬赫數(shù)來流條件應(yīng)用特征線法計(jì)算出高馬赫數(shù)工況下的部分入射激波形狀以及波后流場；

5)在步驟3)中壁面母線基礎(chǔ)上沿流向延伸，構(gòu)成壁面母線延長段，應(yīng)用特征線法獲得該延長段對應(yīng)的高/低馬赫數(shù)流場，進(jìn)而獲得低馬赫數(shù)唇流線和高馬赫數(shù)入射激波形狀，兩者交于高馬赫數(shù)中心體高度對應(yīng)的水平線，交點(diǎn)即為唇口點(diǎn)；該壁面母線延長段與步驟3)已知的壁面母線共同構(gòu)成基本流場的低馬赫數(shù)壁面母線；

6)在步驟5)低馬赫數(shù)壁面母線基礎(chǔ)上，結(jié)合高馬赫數(shù)來流條件獲得高馬赫數(shù)流場，給定反射激波參數(shù)，應(yīng)用特征線法獲得該反射激波對應(yīng)的波后流場和波前流場，其中波前流場的上邊界與低馬赫數(shù)壁面母線相接，構(gòu)成基本流場的高馬赫數(shù)母線，波后流場的下邊界則為基本流場的高馬赫數(shù)下壁面母線；至此，高馬赫數(shù)基本流場和低馬赫數(shù)基本流場均構(gòu)造完成；

7)將扇形入口形狀置入步驟6)的高馬赫數(shù)基本流場中進(jìn)行流線追蹤，其中扇形的兩個(gè)弧邊分別與高馬赫數(shù)基本流場的外輪廓和中心體貼合，此時(shí)扇形的兩側(cè)邊與基本流場的徑向線重合；流線追蹤所得型面經(jīng)縮放和粘性修正即為高超聲速雙設(shè)計(jì)點(diǎn)寬速域內(nèi)收縮進(jìn)氣道的基礎(chǔ)壓縮型面；

8)以低馬赫數(shù)母線下游端點(diǎn)對應(yīng)的圓弧為界，步驟7)中的基礎(chǔ)壓縮型面靠近上游一側(cè)為低馬赫數(shù)壓縮型面，下游一側(cè)為壓縮側(cè)作動(dòng)型面；將兩壓縮側(cè)作動(dòng)型面與側(cè)壁面的交線修型為直線作為轉(zhuǎn)軸，該作動(dòng)型面沿對稱平面切分為兩個(gè)小扇面，分別繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)幾何調(diào)節(jié)；

9)在步驟7)的基礎(chǔ)壓縮型面的基礎(chǔ)上，將基礎(chǔ)壓縮型面兩側(cè)壁面的前緣型線與低馬赫數(shù)入射激波、唇流線圍成的區(qū)域作為前緣作動(dòng)型面；該前緣作動(dòng)型面通過旋轉(zhuǎn)進(jìn)行作動(dòng)，轉(zhuǎn)軸位于壓縮側(cè)的前緣點(diǎn)，轉(zhuǎn)軸方向?yàn)閭?cè)壁面所在徑向平面的法向；

10)在高馬赫數(shù)工況下，步驟9)所述前緣作動(dòng)型面向壓縮側(cè)偏轉(zhuǎn)，此時(shí)壓縮型面的側(cè)壁面前緣形狀即為基礎(chǔ)壓縮型面的側(cè)壁面前緣；在低馬赫數(shù)工況下，前緣作動(dòng)型面向下壁面一側(cè)偏轉(zhuǎn)，此時(shí)壓縮型面的側(cè)壁面前緣為前緣作動(dòng)型面前緣。