二维超声速空气引射器理论与实验研究

论文摘要

论文以二维超声速空气引射器为研究对象,从超声速空气引射器设计理论、数值仿真和实验研究三方面展开。首先,研究了超声速空气引射器的一维设计理论,建立了优化引射器的计算流程图,发现小引射系数和高马赫数是高增压比空气引射器的理想选择。然后,对实验模型进行了数值仿真,仿真结果表明:在引射器启动的前提下,引射总压、引射马赫数和入口面积比是影响盲腔压力的主要因素;减小收缩比和增加长径比是改善引射性能的有效手段;“超-超”的引射方式在混合性能上优于“亚-超”的引射方式。最后,采用纹影与压力测量相结合的方法,对单级和两级超声速空气引射器进行了实验研究,实验的主要成果有:1、给出了因总压不足而导致引射器无法启动的判据。2、验证了数值仿真流场结构的正确性。3、得到了“超-超”引射条件下的流场结构。4、分析了实现“超-超”引射方式的压力匹配条件。本文取得的一些结论,对于超声速空气引射器的工程应用和机理研究都具有一定的参考价值。

论文目录

• 目录
• 表目录
• 图目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 超声速引射器概述
• 1.2.1 超声速引射器的原理及组成
• 1.2.2 超声速引射器分类
• 1.2.3 引射器研究概况
• 1.2.4 国内相关研究
• 1.3 论文的思路和内容
• 第二章 超声速空气引射器一维设计理论
• 2.1 超声速引射器一维理论公式推导
• 2.1.1 混合段控制方程
• 2.1.2 扩散段控制方程
• 2.1.3 雍塞约束条件
• 2.1.4 优化引射器的计算流程图
• 2.2 不同参数对引射性能的影响
• 3的确定'>2.2.1 最优的λ₃的确定
• 1的影响'>2.2.2 引射马赫数Ma₁的影响
• 2和引射系数n的影响'>2.2.3 被引射马赫数Ma₂和引射系数n的影响
• 2.3 小结
• 第三章 二维超声速空气引射器流场数值计算
• 3.1 物理模型和数值方法
• 3.1.1 物理模型
• 3.1.2 网格与边界条件
• 3.1.3 数值方法
• 3.2 零二次流二维超声速空气引射器流场数值研究
• 3.2.1 引射喷嘴流场
• 3.2.2 零二次流超声速引射器流场的基本结构
• 3.2.3 零二次流超声速引射器流场的变化规律
• 3.3 带二次流的二维超声速引射器流场数值研究
• 3.3.1 二次流存在时超声速引射器流场的基本结构
• 3.3.2 不同的二次流对超声速引射器流场的性能影响
• 3.4 小结
• 第四章 二维超声速空气引射器实验研究
• 4.1 二维超声速空气引射器实验系统
• 4.1.1 实验系统
• 4.1.2 引射器构型
• 4.1.3 测控系统
• 4.1.4 压力扫描阀
• 4.1.5 静压测点分布
• 4.1.6 流场观测设备
• 4.2 单级超声速空气引射器启动特性研究
• 4.2.1 单级引射器不启动问题研究
• 4.2.2 单级引射器启动问题研究
• 4.3 两级超声速空气引射器启动特性研究
• 4.3.1 两级引射器的结构问题
• 4.3.2 两级引射器的启动时序设定
• 4.3.3 两级引射器启动特性研究
• 4.4 二次流对超声速空气引射器的影响
• 4.5 小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果