[发明专利]波后流场参数可控的双直锥激波基本流场及设计方法

权利要求书

1.一种波后流场参数可控的双直锥激波基本流场设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)设计入射直激波(2)及其波后依赖域流场；

入射直激波(2)及其波后依赖域流场设计，主要包括以下步骤：

①与入射直激波(2)角度相等的ICFA流场设计；根据给定的来流条件和入射直激波(2)波后的一个流场参数，通过激波关系确定入射直激波(2)的激波角度β₁和波后其余流场参数，以入射直激波(2)波后流场参数为初始条件求解Taylor-Maccoll方程得到ICFA流场O₀OAA₁A₂A₃…A_n-1A_nO₀；所述一个流场参数是指压力、马赫数、密度、速度、速度方向和温度中任意的一个参数；

②给定基本流场进口半径R_i和中心体(1)半径R₀确定入射直激波起始点(3)的位置和唇口点(6)的位置，自入射直激波起始点(3)发出流线与ICFA流场的顶点(15)发出的射线O₀A₁相交于点A₁，自点A1发出流线O₀A₂相交于点A₂，一直重复直至与ICFA流场出口边界(14)相交于点A_n，边界AA₁A₂A₃…A_n-1A_n为可生成直激波O₀A的边界，自唇口点(6)发出左行特征线与射线O₀A₁的交点为O₁，继续自O₁发出左行特征线与射线O₀A₂相交于O₂，持续重复此过程直至与射线O₀A_n-1相交于O_n-1，最后自O_n-1发出左行特征线与边界AA₁A₂A₃…A_n-1A_n相交于点B，边界AA₁A₂A₃…A_n-1B即为可生成入射直激波(2)的边界(4)，边界OO₁O₂O₃…O_n-1B为可生成入射直激波的波后依赖域出口边界(5)，入射直激波(2)、可生成入射直激波的边界(4)和入射直激波的波后依赖域出口边界(5)围起来的区域即为可生成入射直激波的波后依赖域流场；

2)设计等熵压缩段流场和反射直激波(7)；

等熵压缩段流场和反射直激波(7)的设计方法，主要包括以下步骤：

①在唇口点处给定反射激波波后一个流场参数，根据激波关系式确定反射直激波(7)的激波角β₂，即为反射激波与唇口点(6)处入射直激波的波后速度方向(16)之间的尖角；

②自点O₁发出流线与反射直激波(7)相交于点C₁，根据点C₁的位置、选定的一个反射激波波后流场参数分布、激波关系式和流线O₁C₁上的等熵关系确定点C₁处反射直激波(7)波前所有的流场参数，再通过校正步调整点C₁的位置，直至点C₁处反射直激波(7)的波前和波后流场参数同时满足校正后的流线方程和激波关系式；

③根据点C₁处反射直激波(7)的波前流场参数计算右行特征线斜率，点C₁逆向发出的右行特征线与点O₂发出的流线与相交于点C₁₂，通过插值在O₂C₁连线上确定一点P₁，使P₁发出的左行特征线刚好经过点C₁₂，应用特征线法求解经过点C₁₂的流线和两条特征线上的相容方程确定点C₁₂的流场参数；然后以点C₁₂和点O_n-1为起始点，重复此计算过程得到点C_1n-2的位置和流场参数；继续迭代直至计算得到边界C₁C₁₂…C_1n-2B₁及其流场参数分布，也就确定了等熵压缩上边界(8)上点B₁的位置和流场参数；

④重复步骤②和步骤③得到等熵压缩上边界(8)BB₁B₂…B_n-1C、反射直激波(7)OC₁C₂…C_n-1C,以及入射直激波的波后依赖域出口边界(5)与等熵压缩上边界(8)与反射直激波(7)围起来的等熵压缩段流场；

3)设计反射直激波(7)波后依赖域流场；

4)设计整流区域流场；

5)步骤1)～步骤4)中得到的入射直激波波后依赖域流场、等熵压缩段流场、反射直激波波后依赖域流场和整流区域流场在空间上依次连接构成了整个内转式进气道的基本流场。