在流體力學研宄領域,其中一個非常重要的研宄方向就是流動控制,目前控制流場的方法主要分為被動控制和主動控制兩大類。其中被動控制方法需要附加的機械結構,例如在邊界層加肋、開槽等。主動控制方法需要輸入能量,通過控制能量輸入實現流動控制。
基本介紹
- 中文名：流場控制
- 外文名：Flow control
- 方法：被動控制和主動控制
- 試驗：風洞試驗
- 領域：航空航天
- 流場控制系統：調壓閥控制子系統等
簡介,背景,風洞試驗,流場控制系統,
簡介
在流體力學研宄領域,其中一個非常重要的研宄方向就是流動控制,目前控制流場的方法主要分為被動控制和主動控制兩大類。其中被動控制方法需要附加的機械結構,例如在邊界層加肋、開槽等。主動控制方法需要輸入能量,通過控制能量輸入實現流動控制。
背景
高超聲速飛行器技術是21世紀航空航天領域新的制高點，其技術的突破將對全球戰略格局、各國軍事力量對比、科學技術以及綜合國力提升等產生重大而深遠的影響。吸氣式高超聲速推進技術是發展新一代高性能高超聲速飛行器的關鍵技術，具有顯著的航空航天和軍事套用需求，逐漸成為各國競相研究的熱點領域。由於在超聲速/高超聲速飛行時，衝壓發動機能直接利用空氣中的氧氣作為氧化劑，其經濟性顯著優於渦噴發動機和火箭發動機，另外發動機內部沒有轉動部件。
流場控制
流場控制進氣道、超燃燃燒室和尾噴管是超燃衝壓發動機三大主要部件，而進氣道作為衝壓發動機的重要部件，承擔著捕獲、壓縮自由來流的任務，其能否高性能、穩定的工作，為發動機燃燒室提供足夠高品質的氣流，關係到推進系統甚至整個高超聲速飛行器性能的優劣，是影響吸氣式高超聲速推進技術發展的關鍵技術之一。
風洞試驗
採用被動溢流槽流場控制方案後，唇口斜激波入射點恰位於溢流槽開口截面內，分離包消除，激波/邊界層干擾得到有效緩解，進氣道起動流場建立。由於唇口斜激波作用，氣流與水平方向成一定夾角進入進氣道內通道，導致溢流槽開口截面末端產生斜激波，但這並未引起進氣道上型面邊界層的分離。風洞實驗研究驗證了利用被動溢流槽進出口間壓力差作用的流場控制技術對分離包的消除是有利的。
國內外學者在高超聲速進氣道流場控制技術方面開展了較多的研究，驗證了利用進出口間壓力差的被動流場控制方法（如溢流槽、抽吸孔等）對消除進氣道不起動時分離包是有效的，說明流場控制方案對進氣道的自起動和再起動是有利的。
流場控制系統
流場控制系統包括調壓閥控制子系統,引射器控制子系統,擴散段控制子系統。在進行風洞實驗時,需要各個子系統配合建立所需要的馬赫數。
流場控制系統要具備3種操作方式,分別為：
(1)手動操作方式:當系統運行過程出現故障或者自動控制失效時,操作者可通過控制櫃面板上的按鈕進行現場操作。
(2)自動方式;一般情況下,系統應該工作在此種方式下,操作者完成參數的設定後,系統自動執行,現場人員的千預不再起作用。
(3)遠程監視方式:一般只有管理者具有使用此種操作方式的許可權,管理者可監視遠程查看現場情況及生產過程中保存的數據。
