《聯繫高超聲速內外流的雙乘波氣動原理概念研究》是依託南京航空航天大學，由尤延鋮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：聯繫高超聲速內外流的雙乘波氣動原理概念研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：尤延鋮
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高超聲速內/外流部件的高度一體化必將引起飛行器氣動布局的再一次變革。本項目提出高超聲速進氣道/前體一體化雙乘波氣動概念，將外流（吻切）乘波理論推廣為一種內流和外流雙乘波的氣動設計新理論。通過發展和運用雙乘波氣動原理，加強對內/外流基本流場的研究，探索進氣道/前體共同乘坐的變曲率三維曲面激波結構，最終獲得兼顧升、阻、推力特性的雙乘波進氣道/前體一體化氣動布局方案。在此基礎上，針對設計和非設計工況，本項目將對雙乘波方案進行三維數值模擬與分析，驗證並掌握此類一體化構型的總體性能、流動特徵與工作特性，為我國近空間飛行器相關技術的形成和發展提供理論技術儲備。
結題摘要
本項目提出了高超聲速進氣道/前體一體化雙乘波氣動概念，將外流（吻切）乘波理論推廣為一種內流和外流雙乘波的氣動設計新理論。通過發展和運用雙乘波氣動原理，加強對內/外流基本流場的研究，探索進氣道/前體共同乘坐的變曲率三維曲面激波結構，最終獲得兼顧升、阻、推力特性的雙乘波進氣道/前體一體化氣動布局方案。在此基礎上，對該雙乘波氣動布局進行三維數值模擬與分析，驗證並掌握此類一體化構型的總體性能、流動特徵與工作特性。研究成果創新點包括：1. 提出和發展基於三維曲面激波（含內、外、平面波）的內、外雙吻切乘波理論；實現了以前體下表面以及進氣道進口形狀、指定截面乘波展向形狀為給定幾何約束，反設計乘波體前緣捕獲形線的雙乘波設計方法；2. 獲得了一類內外流雙乘波的複雜三維構型；開展三維CFD計算，驗證了該方案的雙乘波氣動特性；3. 完成了超燃燒室內部的燃料噴射與摻混高精度數值模擬，獲得了低動壓比情況下（J＜1）的氫燃料噴射和摻混特性，提出了相應的三維摻混模式，為下一步考慮雙乘波前體/進氣道/燃燒室的高度一體化奠定基礎；4. 提出了一種進氣道逆向開槽技術，研究表明：逆向泄流槽在進氣道自啟動和抗反壓過程中起到氣動開關的作用，能夠拓寬進氣道的低馬赫數啟動範圍，提高進氣道抗反壓能力。該研究擴展了雙乘波一體化方案的工作能力和套用前景。在項目執行過程中，本項目組與德國航空航天中心進行了合作研究。目前已發表SCI論文3篇，EI收錄論文5篇，獲批發明專利2項，在審核發明專利3項。通過項目支持，目前在讀碩士研究生3名。
