[发明专利]模拟畸变流场的直连试验装置的设计方法

摘要

本发明公开了一种模拟高超声速内转进气道‑圆形隔离段畸变流场的直连试验装置即设计方法，可为燃烧室提供更接近真实工况的流场结构。本发明试验装置主要包括喷管，附面层发展段，畸变发生器，圆形隔离段。以带进气道的隔离段流场为目标流场，根据隔离段入口流场设计畸变发生器的形面，根据畸变发生器入口截面的参数选用附面层发展段长度和设计喷管形面。对该直连试验装置作数值计算，根据与目标流场的误差作适当修正。本发明提供的这种圆形隔离段直连试验能够很好的模拟真实流场下的流场畸变情况，特别是隔离段内存在的“对涡”流动特性，对后期畸变流场下的研究有重大意义。该装置设计简单，试验成本低，模拟效果稳定。

主权项

一种模拟内转进气道‑圆形隔离段畸变流场的直连试验装置的设计方法，其特征在于：该直连试验装置包括依次首尾直连的喷管(1)、附面层发展段(2)、畸变发生器(3)和圆形隔离段(4)，所述喷管(1)的末端出口形面与所述附面层发展段(2)的入口匹配连接，所述附面层发展段(2)的出口形面与所述畸变发生器(3)的入口匹配连接，所述畸变发生器(3)出口形面与所述圆形隔离段(4)的入口匹配连接；所述圆形隔离段(4)的入口设置有进气道；该直连试验装置的设计方法包括以下步骤：(1)以带进气道的圆形隔离段(4)作为目标流场，提取目标流场起始截面即圆形隔离段(4)入口截面的参数；(2)根据所述圆形隔离段(4)入口截面的参数、圆形隔离段(4)入口参数进行畸变发生器形面设计；(3)根据畸变发生器(3)的起始截面参数和圆形隔离段(4)入口附面层厚度及分布设计附面层发展段(2)的长度；(4)对附面层发展段(2)、畸变发生器(3)和圆形隔离段(4)组成的模型做数值仿真模拟，得到附面层发展段(2)的入口参数，据此进行喷管(1)的形面设计，并且考虑喷管附面层效应，修正附面层发展段(2)的长度；(5)对所述喷管(1)、附面层发展段(2)、畸变发生器(3)和圆形隔离段(4)组成的模型做数值仿真模拟，计算圆形隔离段(4)各截面参数及壁面压力分布情况，并与目标流场对比；(6)依据与目标流场的偏差调整、修正该直连试验装置的形面设计，重复上述步骤(1)‑(5)，直至模拟结果符合设计要求。