[发明专利]考虑进口参数非均匀的超声速推力喷管设计方法

权利要求书

1.一种考虑进口参数非均匀的超声速推力喷管设计方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）采用有旋特征线法，根据待设计推力喷管的进口参数分布，确定出初值线的分布区域；另外，根据待设计推力喷管的进口参数、设计压比以及选定的非对称因子G，分别确定出该待设计推力喷管在喉部尖点处的上壁面初始膨胀角、下壁面初始膨胀角；非对称因子G为该待设计推力喷管的喉部尖点处的上、下壁面的初始膨胀角之比；（2）根据步骤（1）中所确定出的待设计推力喷管在喉部尖点处的上壁面初始膨胀角、下壁面初始膨胀角，先确定待设计推力喷管的喉部尖点处的各离散点坐标和流场参数，以得到待设计推力喷管在喉部尖点处的流动参数，进而采用有旋特征线法，根据步骤（1）得到的初值线的分布区域，确定出待设计推力喷管核心区的所有特征线的流动参数，所述的流动参数包括气流方向角和气流转折角；（3）采用消波方法，根据步骤（2）所述待设计推力喷管核心区的各特征线的流动参数，确定出待设计推力喷管的上、下壁面曲线，即可完成待设计推力喷管的设计。

2.根据权利要求1所述考虑进口参数非均匀的超声速推力喷管设计方法，其特征在于，所述有旋特征线法的迭代公式为：

其中：为横坐标，为纵坐标，坐标原点在喷管进口的下角点，x方向为进口水平方向，y方向为水平方向的法向；为当地流动方向角，为当地流动马赫数且>1， 为当地流动马赫角，为流动类型参数，对于二维流动=0，对于轴对称流动=1；P为待设计喷管在特定位点处的压力；V为待设计喷管的进口流速；

、、分别是特征线单元上三个不同点的坐标值，初始时为初值线上的三个不同点的坐标值，后来则为根据有旋特征线法求取的前一步的特征线上的三个不同点的坐标值；是待求特征线上对应离散点坐标值；是纵坐标、的平均值；是纵坐标 、的平均值。

3.根据权利要求1所述考虑进口参数非均匀的超声速推力喷管设计方法，其特征在于，所述待设计推力喷管的喉部尖点处呈过渡圆弧设置。

4.根据权利要求3所述考虑进口参数非均匀的超声速推力喷管设计方法，其特征在于，所述过渡圆弧的半径为喷管进口高度的10%。

5.根据权利要求1所述考虑进口参数非均匀的超声速推力喷管设计方法，其特征在于，所述进口气流与水平方向之间存在夹角α；且待设计推力喷管的上壁面长度大于下壁面的长度。

6.根据权利要求1所述考虑进口参数非均匀的超声速推力喷管设计方法，其特征在于，所述待设计推力喷管在喉部尖点处的上壁面初始膨胀角、下壁面初始膨胀角分别由下式确定：

，

其中：是气流从喷管进口膨胀到设计出口马赫数时所对应的普朗特-迈耶膨胀角；是喷管进口气流与水平轴之间的夹角；G为该待设计推力喷管的喉部尖点处的上、下壁面的初始膨胀角之比。