【摘 要】
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超燃冲压发动机中,摩擦阻力是影响发动机性能的一个关键因素。然而,由于发动机的飞行条件决定了其内部流场处于复杂的可压缩湍流状态,导致人们对其内部摩擦阻力的了解还相对匮乏
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超燃冲压发动机中,摩擦阻力是影响发动机性能的一个关键因素。然而,由于发动机的飞行条件决定了其内部流场处于复杂的可压缩湍流状态,导致人们对其内部摩擦阻力的了解还相对匮乏。因此,本文展开了针对超声速内流场摩擦阻力的专门性研究,不仅可以加深人们对超声速流道内摩阻特性的认识,而且可以对工程上优化改进发动机的设计提供依据。
本文首先综述了现有的摩擦阻力测量与分析方法,依据实验室现有条件,选取了总静压间接测力与CFD数值模拟相结合的摩阻分析方案。随后,在对力学所目前超燃冲压模型发动机的试验数据进行分析的基础上,新设计建立了专门进行超声速内通道摩擦阻力测量的实验系统。利用该系统,对简单几何构型的超声速内通道进行了流场结构的详细测量,并从中推导出可用于工程计算的摩擦系数。同时,采用CFD商业软件FLUENT对相应工况进行了数值模拟。得到的数值模拟的结果和实验基本一致。
在此基础上,文章进一步对目前发动机模型常用的凹腔结构进行了研究。实验结果表明:凹腔结构对摩擦阻力的影响不大。
本文是国内首次针对超燃冲压发动机内流的摩擦阻力专门研究,其结果不仅可用于对现有模型发动机实验数据进行深入分析,而且还可为进一步优化发动机设计提供基石出。
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