[发明专利]一种高超/超声速轴对称进气道唇口及其设计方法

权利要求书

1.一种高超/超声速轴对称进气道唇口的设计方法，其特征在于：V型锯齿单元的个数为N，N的取值范围为10-30，锯齿状唇口设置为圆环形，所述V型锯齿单元对应的圆心角为θ，则有θ＝360/N；

在单元平唇口的基础上，V型锯齿单元的伸长长度为a，V型锯齿单元的前缘侧壁与单元平唇口的前缘壁之间的后掠角为λ，后掠角的取值范围为40°-60°，单元平唇口所在圆的半径为r，则有a的取值范围为

所述V型锯齿单元是在单元平唇口的圆柱形侧壁上伸长a，所述V型锯齿单元的圆柱形侧壁的厚度为d，所述V型锯齿单元的前缘到圆柱形侧壁之间的距离为l₁，所述V型锯齿单元的圆柱形侧壁的长度为l₂，所述V型锯齿单元的剖面长度为L，则有L＝l₂+l₁。

2.根据权利要求1所述的一种高超/超声速轴对称进气道唇口的设计方法，其特征在于：定义两V型锯齿首尾对接的侧壁为后凹对称面，后凹对称面包括矩形壁和与矩形壁相连接的弧形壁，所述矩形壁包括水平段和竖直段，所述弧形壁包括第一圆弧段、第二圆弧段、竖直段，所述弧形壁的第一圆弧段与矩形壁上方的水平段相切，所述弧形壁的第二圆弧段与矩形壁下方的水平段相切，所述矩形壁的竖直段即为V型锯齿单元的厚度，所述弧形壁的竖直段长度为l₁，所述矩形壁的水平段长度为l₂，所述V型锯齿单元的剖面长度为L，则有L＝l₂+l₁，所述矩形壁的竖直段的长度为d，所述第一圆弧段的半径为R₁，所述第二圆弧段的半径为R₂，则有R₂-R₁＝d。

3.根据权利要求2所述的一种高超/超声速轴对称进气道唇口的设计方法，其特征在于：工作状态下单元平唇口的捕获流量与圆环形唇口的捕获流量相对偏差为ε，ε的取值范围为1～5％。

4.根据权利要求3所述的一种高超/超声速轴对称进气道唇口的设计方法，其特征在于：单元平唇口的剖面长度为L₀，满足L＝L₀+a，所述V型锯齿单元的剖面长度L通过实验与Lagrange插值计算结合的方式给出：

先给出V型锯齿单元的伸长长度a₀平移距离x₁₁、x₁₂、x₁₃，进行实验得出相应的相对偏差数据ε₁₁、ε₁₂、ε₁₃，若|ε_1j|≤ε(j＝1,2,3)，则得到a＝a₀+x_1j，若不满足，根据Lagrange插值公式，定义长度预测函数：则下一个需要实验的V型锯齿单元的伸长长度a₀平移距离x₂₁、x₂₂、x₂₃为这一二次函数的零点，进行实验得到相对偏差数据ε₂₁、ε₂₂、ε₂₃，若|ε_2j|≤ε，则得到a＝a₀+x_2j，若仍然不满足，则选择流量偏差最小的对应3个距离为x₃₁、x₃₂、x₃₃，如此循环验证，直至找到满足流量设计要求的a且收敛速度快。