[发明专利]基于二元鼓包的进气道内斜激波/边界层干扰控制措施的设计方法

摘要

基于二元鼓包的进气道内斜激波/边界层干扰控制措施的设计方法，共分为进气道唇罩激波/边界层干扰特性分析、二元鼓包型面设计与安装位置确定两部分。依据进气道肩部膨胀扇对唇罩激波/边界层干扰的影响机理，提出了膨胀扇对激波/边界层干扰特性影响的修正方法，给出了分离极限压比的具体修正公式，据此可快速明确唇罩激波/边界层干扰的控制需求；依据二元鼓包对激波/边界层干扰的控制机理，给出了鼓包长度和安装位置的选取准则，无需进行复杂的流场仿真分析便可直接生成鼓包的二维型线并确定安装位置。从而，能够快速、可靠地完成二元鼓包控制措施的设计。

主权项

一种基于二元鼓包的进气道内斜激波/边界层干扰控制措施的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)、分析进气道内的激波/边界层干扰特性，包括：(1a)、根据超声速、高超声速进气道的来流参数和几何参数，分析在预定的工作马赫数范围内，进气道内通道的流动特性，并绘制波系结构，该波系结构包括进气道内通道肩部膨胀扇及唇罩激波；(1b)、依据唇罩入射激波的强度和波前马赫数，采用经验公式对其导致的激波/边界层干扰特性进行初步分析，判断在不同来流马赫数下进气道唇罩激波是否会导致边界层分离；(1c)、根据激波入射点相对于进气道肩部转折点的位置，分析肩部膨胀扇对所述激波/边界层干扰特性的影响规律，并给出修正公式；(1d)、依据上述修正公式，在工作马赫数范围内对进气道的唇罩激波/边界层干扰特性重新进行分析，并获得将导致显著边界层分离的工作马赫数范围，据此确定唇罩激波/边界层干扰的控制需求；(2)、开展二元鼓包的型面设计和安装位置选择：(2a)、在所需进行控制的马赫数范围内，得到进气道唇罩激波的最前入射点和最后入射点位置，确定出激波/边界层干扰发生的位置区间以及该区间的长度；(2b)、采用分段多项式进行二元鼓包的型线设计；(2c)、由于所采用的是二元鼓包型面，为此将上述鼓包型线沿展向拉伸获得二元鼓包三维型面；(2d)、依据唇罩激波应该始终入射在鼓包外凸段的设计原则，确定鼓包型面的长度和安装位置；鼓包长度的取值应使其外凸段长度大于激波/边界层干扰区长度的1.5倍；(2e)、最后，确定二元鼓包的高度；二元鼓包的高度取值为当地边界层厚度的30～70％。