超声速进气道反压引起的不起动/起动现象研究

doi:10.13675/j.cnki.tjjs.190353

推进技术 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (10): 2204-2212.DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.190353

超声速进气道反压引起的不起动/起动现象研究

赵昊¹，谢旅荣²，葛严¹，黄凯文¹，曾强¹

1.中国航发湖南动力机械研究所，湖南株洲 412002;2.南京航空航天大学能源与动力学院江苏省航空动力系统重点实验室，江苏南京 210016

发布日期:2021-08-15

Investigation on Unstart/Start Phenomenon of Supersonic Inlet Caused by Back Pressure

1.AECC Hunan Aviation Powerplant Research Institute，Zhuzhou 412002，China;2.Jiangsu Province Key Laboratory of Aerospace Power System，College of Energy and Power Engineering， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing 210016，China

Published:2021-08-15

摘要/Abstract

摘要： 为了探索节流反压变化对进气道起动性能的影响，在来流马赫数为2.0的情况下，采用定常/非定常数值仿真方法对出口可移动壁面运动速率为12，24，36mm/s的进气道进行了研究，分析了不同可移动壁面运动速率引起的堵塞度变化对进气道流场特性及气动性能的影响。结果表明：采用非定常数值仿真获得的进气道性能参数和流场特性变化规律与定常数值仿真时一致，定常/非定常数值仿真时的进气道性能参数均存在“迟滞回路”现象；进气道出口堵塞度变化速率越大，“迟滞回路”现象越明显；堵塞度变化速率越大，进气道进入不起动状态时的堵塞度越高，进气道再次进入起动状态时的堵塞度越低。

关键词: 超声速进气道;数值仿真;堵塞度;非定常;不起动;起动

Abstract: In order to investigate the throttling pressure on starting performance of supersonic inlets， this paper simulated the inlets with moving outlet wall at rate of 12， 24 and 36mm/s using steady/unsteady approaches under freestream of Mach 2.0. The effects of the caused throttling rates by the various moving wall on inlet flow features and aerodynamics were discussed. Results indicated that the employment of unsteady/steady calculations hardly leads to difference of the obtained outcomes. The “hysteresis loop” appears for inlet performance using both computational methods and the “hysteresis loop” becomes more apparent with the increase in the changing rate of blockage. Also， as the changing rate of blockage goes up， inlet switches to unstart state at a higher throttling rate and the inlet restarting is achieved at lower throttling rate.

Key words: Supersonic inlet;Numerical simulation;Blockage;Unsteady;Unstart;Start

赵昊，谢旅荣，葛严，黄凯文，曾强. 超声速进气道反压引起的不起动/起动现象研究[J]. 推进技术, 2020, 41(10): 2204-2212.

ZHAO Hao¹, XIE Lyu-rong², GE Yan¹, HUANG Kai-wen¹, ZENG qiang¹. Investigation on Unstart/Start Phenomenon of Supersonic Inlet Caused by Back Pressure[J]. Journal of Propulsion Technology, 2020, 41(10): 2204-2212.

参考文献

[1] Shimura T， Mitani T， Sakuranaka N， et al. Load Oscillations Caused by Unstart of Hypersonic Wind Tunnels and Engines［J］. Journal of Propulsion and Power， 1998， 14（3）： 348-353.
[2] Wagner J L， Valdivia A， Yuceil K B， et al. An Experimental Investigation of Supersonic Inlet Unstart［R］. AIAA 2007-4352.
[3] Wagner J L， Yuceil K B， Clemens N T. PIV Measurements of Unstart of an Inlet-Isolator Model in a Mach 5 Flow［R］. AIAA 2009-4209.
[4] Hawkins W R， Marquart E J. Two-Dimensional Generic Inlet Unstart Detection at Mach 2.0~5.0［R］. AIAA 95-6019.
[5] Tan H J， Sun S， Yin Z L. Oscillatory Flows of Rectangular Hypersonic Inlet Unstart Caused by Downstream Mass-Flow Choking［J］. Journal of Propulsion and Power， 2009， 25（1）： 138-147.
[6] Hutzel J， Decker D. Scramjet Isolator Shock-Train Leading-Edge Location Modeling［R］. AIAA 2011-2223.
[7] Hutzel J， Decker D， Cobb R， et al. Scramjet Isolator Shock Train Location Techniques［R］. AIAA 2011-402.
[8] 李祝飞，高文智，李鹏，等. 二元高超声速进气道激波振荡特性实验［J］. 推进技术， 2012， 33（5）： 676-682.
[9] 常军涛，鲍文，崔涛，等. 抽吸对高超声速进气道抗反压能力的影响［J］. 航空动力学报， 2008， 23（3）： 505-509.
[10] 谢旅荣，郭荣伟. 一种高超声速二元混压式进气道的研究［J］. 航空学报， 2009， 30（12）： 2288-2294.
[11] 谢旅荣，郭荣伟. 一种定几何混压式二元进气道的再起动特性研究［J］. 航空动力学报， 2008， 23（2）： 389-395.
[12] 李博，梁德旺. 高超声速进气道-隔离段反压引起不起动计算［J］. 推进技术， 2006， 27（5）： 431-435.
[13] 梁德旺，李博. 高超声速进气道隔离段反压的前传模式及最大工作反压［J］. 空气动力学报， 2006， 24（4）： 454-460.
[14] Reinartz B U， Herrmann C D， Ballmann J. Aerodynamic Performance Analysis of a Hypersonic Inlet Isolator Using Computation and Experiment［J］. Journal of Propulsion and Power， 2003， 19（5）： 868-875.
[15] 葛严，谢文忠，蔡明先，等. 高超声速进气道出口快速撤锥再起动特性研究［J］. 推进技术， 2019， 40（4）： 759-767.
[16] 王卫星，郭荣伟. 高超进气道自起动过程中流动非定常特性［J］. 航空学报， 2015， 36（10）： 3263-3274.
[17] 赵昊，谢旅荣，郭荣伟，等. 超声速进气道加速/减速过程起动/不起动现象研究［J］. 航空动力学报， 2015， 30（8）： 1841-1852.
[18] Nagashima T， Obokata T， Asanuma T. Experimental of Supersonic Air Intake Buzz［R］. Tokyo： Institute of Space and Aeronautical Science of Tokyo， 1972.
[19] Wooram Hong， Chongam Kim. Numerical Study on Supersonic Inlet Buzz under Various Throttling Conditions and Fluid-Structure Interaction［R］. AIAA 2011-3967.
[20] 谢旅荣，郭荣伟. 双下侧定几何二元混压式进气道的流场特征和气动性能分析［J］. 空气动力学报， 2011， 29（3）： 257-263.
[21] 李腾骥. 下游反压引起的弯曲隔离段流场迟滞现象研究［D］. 长沙：国防科学技术大学， 2015.
[22] 王翼. 高超声速进气道起动问题研究［D］. 长沙：国防科学技术大学， 2008.

超声速进气道反压引起的不起动/起动现象研究

Investigation on Unstart/Start Phenomenon of Supersonic Inlet Caused by Back Pressure

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 0

编辑推荐

Metrics

本文评价