大攻角下進(jìn)氣道的氣動(dòng)性能及流場(chǎng)控制研究.pdf

1、本文針對(duì)亞聲速無(wú)人機(jī)背負(fù)式進(jìn)氣道，開(kāi)展了大攻角條件下，機(jī)身渦的發(fā)展規(guī)律及其對(duì)進(jìn)氣道影響的研究，并針對(duì)機(jī)身渦進(jìn)行了被動(dòng)控制，以改善進(jìn)氣道出口流場(chǎng)品質(zhì)。
　　首先，使用數(shù)值模擬的方法，分析了大攻角下機(jī)身渦的產(chǎn)生、發(fā)展規(guī)律。針對(duì)無(wú)機(jī)翼模型與帶部分機(jī)翼的模型做了對(duì)比研究，帶部分機(jī)翼模型的翼尖渦與機(jī)身渦相互影響，致使機(jī)身渦提前耗散，進(jìn)氣道內(nèi)總壓恢復(fù)系數(shù)下降，畸變值增大。然而，真實(shí)模型機(jī)翼翼展很大，翼尖渦無(wú)法干擾機(jī)身渦，因此選取無(wú)機(jī)翼模型進(jìn)行

2、機(jī)身渦的發(fā)展規(guī)律研究。
　　在大攻角狀態(tài)下，機(jī)身附面層從機(jī)頭開(kāi)始分離形成剪切層，此剪切層不斷卷起，形成機(jī)身渦。隨著流動(dòng)的發(fā)展，機(jī)身渦渦強(qiáng)先增大再減小，渦的影響范圍逐漸增大。在起飛狀態(tài)下，機(jī)身渦部分進(jìn)入進(jìn)氣道，使得進(jìn)氣道畸變值較大。
　　在了解機(jī)身渦發(fā)展規(guī)律的前提下，進(jìn)一步分析了攻角、側(cè)滑角、來(lái)流馬赫數(shù)等因素對(duì)機(jī)身渦及進(jìn)氣道性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):隨著攻角的增大，機(jī)身渦渦心位置逐漸遠(yuǎn)離壁面;隨著側(cè)滑角的增大，進(jìn)入進(jìn)氣道的機(jī)身渦逐

3、漸增多，使得進(jìn)氣道內(nèi)氣流摻混劇烈，出口截面處總壓分布變得較為均勻;來(lái)流馬赫數(shù)對(duì)于機(jī)身渦的影響不大，但在來(lái)流馬赫數(shù)為0.5時(shí)，進(jìn)氣道出口總壓畸變最小。
　　其次，分別采用結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格對(duì)無(wú)機(jī)翼模型進(jìn)行了數(shù)值仿真。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高度方向拉伸比為1.1的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格能很好的模擬壁面處的流場(chǎng)分布，減少網(wǎng)格數(shù)量;當(dāng)非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格棱柱層滿足湍流模型要求時(shí)，其層數(shù)的變化對(duì)內(nèi)通道流場(chǎng)分布沒(méi)有影響;當(dāng)非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格單元大小與結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格單元大小相近時(shí)，其結(jié)果