[发明专利]山脊型扫掠涡流发生器及生成方法

摘要

减小阻力、设备复杂性及工作载荷始终是飞行器设计师的首要任务。本发明涉及一种基于扫掠式涡流发生器（设计概念）及生成方法，因其进口气动型面形状类似山脊，故命名为“山脊型”进气道。发明的山脊型扫掠涡流发生器，其结构是在平面或曲面上生成山脊型结构，山脊型结构又由偏转线与横截面轮廓组合而成；其中偏转线角度为流线的偏转角，横截面由三段构成ab段在迎风侧，由方程生成，为一段光滑的曲线；bc段为圆弧，连接ab段与cd段；cd段在背风侧，通常为一垂线或曲线。优点这种结构相比于传统的结构，在排除边界层，及减小阻力与重量方面有非常显著地效果；且可以使飞行器结构更简化、迎风面积更小。

主权项

山脊型扫掠涡流发生器的生成方法，其特征是在平面或曲面上生成山脊型结构，山脊型结构又由偏转线与横截面轮廓组合而成；其中偏转线角度确定流线在各流向位置的偏转角，横截面由三段构成：ab段在迎风侧，由求解数学方程生成，为一段光滑的曲线，能保证来流阻力较小；bc段为圆弧，连接ab段与cd段；cd段在背风侧，为一垂线或曲线；依靠此山脊型扫掠涡流发生器，将上游来流近壁的低机械能流体层偏转至侧向、从而为下游要求高流场品质的部件，提供优质气流，同时还能避免造成流动损失或气流阻力；山脊型扫掠涡流发生器的生成方法具体包括如下步骤：（1）依靠迎风侧与背风侧产生的压差形成涡流，将低能流排移，提高进气道入口气流的品质，在平面上确定偏转线，偏转线是沿中心界面对称的两条线，具有相同的长度；（2）在与上游来流经过的平板垂直的平面上定义山脊脊顶轮廓曲线，偏转线包含在山脊形结构中；（3）设计二维山脊横截面，该横截面边缘包括高压区、低压区及之间的压差表面；（4）基于基准点，把设计的山脊横截面沿着偏转线缩放成不同大小的横截面，基准点为横截面与偏转线的交点；（5）定义两条偏转线之间的中心面，该中心面的横截形状为一段圆弧；（6）把各部分结构进行有机组合，形成三维表面，即为山脊形结构。