The invention discloses a gradual optimization design method for the cross section of the isolation section of a scramjet. The specific steps are as follows: step 1, W0 and H0 are determined according to the rectangular size of the inlet outlet, R0 is determined according to the size of the isolation section outlet, l0 is determined according to the length of the isolation section; step 2, the flow direction position of the isolation section is taken as the origin and the cross section of the flow direction l position is taken as the cross section of the isolation section, and the width of The height of the section is h, the radius of the chamfer in the corner area of the top plate is R1, and the radius of the chamfer in the corner area of the bottom plate is R2; step 3, according to the distribution of the low energy flow area in the exit section of the intake port; step 4, the quantitative change process of the parameters of the four variable cross-section control variables, w, h, R1 and R2, according to the results of numerical simulation, overlaps the change law of a control variable. Generation optimization. The method of the invention solves the problem of simple cross-section fusion only from mathematical and geometric angles in the existing cross-section gradient method.
【技术实现步骤摘要】
一种超燃冲压发动机隔离段截面渐变优化设计方法
本专利技术属于超燃冲压发动机变截面隔离段设计
,具体涉及一种超燃冲压发动机隔离段截面渐变优化设计方法。
技术介绍
隔离段是超燃冲压发动机的不可或缺的重要部件,是解决有边界层条件下燃烧室反压极易对进气道工作造成影响这一问题的有效手段。它作为气动和压力缓冲段将高超声速进气道与燃烧室联接起来。对隔离段本身的优化设计以及对隔离段与进气道和燃烧室一体化设计,具有重要工程应用价值。目前的研究和设计工作主要有以下两个特点:第一,隔离段构型简单。研究对象多为十分简单的矩形等直管道或等直圆管道,这主要是因为当时冲压发动机研究中,通常会将隔离段设计成为这两种简单的几何构型。第二,往往把隔离段当做一个独立部件来看待,没有很好地考虑与进气道和燃烧室的一体化设计。第三,往往只从气动方面考虑设计的优化,没有把进气道机身一体化、燃烧室结构、热载荷、燃烧效率纳入考虑综合权衡。因此,变截面隔离段具有独特的优势,它可以前端对接可模块化布置的二维进气道,充分利用前体预压缩气流;后端对接湿面积较小、承受特定压力和热载荷的所需的结构重量较轻的圆形燃烧室,并能缓解超声速角区流动的影响。目前变截面管道设计主要针对进气道,主要是利用流线追踪技术与截面融合渐变方法,实现了入口矩形向出口圆形的过渡。其中截面融合渐变过程采用的融合函数尤为关键,主要是对两种不同的形状轮廓进行加权融合,达到渐变的效果。由于隔离段的入口截面就是进气道的出口截面,来流条件为非均匀来流,因此变截面隔离段的设计不能简单地照搬流线追踪和截面融合函数方法。截面渐变过程将造成隔离段底板附近的 ...
【技术保护点】
1.一种超燃冲压发动机隔离段截面渐变优化设计方法,其特征在于,具体步骤如下:步骤1,根据进气道出口矩形尺寸确定w0、h0,根据隔离段出口尺寸确定R0,根据隔离段长度确定l0;其中,w0为隔离段入口截面宽度,h0为隔离段入口截面高度,R0为隔离段出口圆形截面的半径,l0为隔离段的长度;步骤2,以隔离段入口截面的流向位置为原点,在流向l位置的截面,此时该截面的宽度为w,该截面的高度为h,该截面顶板角区的倒圆半径为R1,该截面底板角区的倒圆半径为R2;因为截面为左右对称,因此可对顶板角区倒圆半径R1和底板角区的倒圆半径为R2的变化规律分开控制;步骤3,根据进气道出口截面低能流动区域的分布,对宽度w、高度h、顶板角区倒圆半径R1、底板角区倒圆半径R2这4个控制变量沿程变化规律函数一一进行选择;步骤4,w、h、R1、R2这4个变截面控制变量参数的定量变化过程,被唯一地确定下来,由此可得出整个隔离段的三维型面数据,然后对其根据入口来流条件进行CFD仿真计算,根据数值模拟的结果,对某一控制变量的变化规律进行迭代优化。
【技术特征摘要】
1.一种超燃冲压发动机隔离段截面渐变优化设计方法,其特征在于,具体步骤如下:步骤1,根据进气道出口矩形尺寸确定w0、h0,根据隔离段出口尺寸确定R0,根据隔离段长度确定l0;其中,w0为隔离段入口截面宽度,h0为隔离段入口截面高度,R0为隔离段出口圆形截面的半径,l0为隔离段的长度;步骤2,以隔离段入口截面的流向位置为原点,在流向l位置的截面,此时该截面的宽度为w,该截面的高度为h,该截面顶板角区的倒圆半径为R1,该截面底板角区的倒圆半径为R2;因为截面为左右对称,因此可对顶板角区倒圆半径R1和底板角区的倒圆半径为R2的变化规律分开控制;步骤3,根据进气道出口截面低能流动区域的分布,对宽度w、高度h、顶板角区倒圆半径R1、底板角区倒圆半径R2这4个控制变量沿程变化规律函数一一进行选择;步骤4,w、h、R1、R2这4个变截面控制变量参数的定量变化过程,被唯一地确定下来,由此可得出整个隔离段的三维型面数据,然后对其根据入口来流条件进行CFD仿真计算,根据数值模拟的结果,对某一控制变量的变化规律进行迭代优化。2.如权利要求1所述的一种超燃冲压发动机隔离段截面渐变优化...
【专利技术属性】
技术研发人员:郑博睿,刘雄,葛畅,柯熙政,
申请(专利权)人:西安理工大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。