特殊用途噴管設計方法與應用

目錄
叢書序
前言
第1章 噴管的概念及參數(shù)定義
1.1 噴管的功能及布局形式 001
1.1.1 噴管的功能 001
1.1.2 噴管的布局形式 002
1.2 典型的特殊用途噴管 002
1.2.1 S彎噴管 003
1.2.2 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管 004
1.2.3 單膨脹斜面噴管 007
1.3 噴管的典型截面及幾何參數(shù) 009
1.3.1 S彎噴管 009
1.3.2 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管 009
1.3.3 單膨脹斜面噴管 011
1.4 噴管的性能參數(shù) 012
1.4.1 S彎噴管 012
1.4.2 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管 013
1.4.3 單膨脹斜面噴管 014
第2章 S彎噴管設計方法及流動特性研究
2.1 引言 017
2.2 S彎噴管設計方法 017
2.2.1 S彎噴管型面設計方法概述 018
2.2.2 S彎噴管的關鍵幾何參數(shù) 020
2.2.3 S彎噴管中心線設計 021
2.2.4 S彎噴管流通截面設計 024
2.2.5 S彎噴管低可探測準則的建立 029
2.2.6 S彎噴管的型面生成與修型 029
2.3 渦扇發(fā)動機用S彎噴管流動特性研究 030
2.3.1 計算模型及數(shù)值模擬方法 031
2.3.2 渦扇發(fā)動機用S彎噴管流動特性實驗研究 035
2.3.3 雙涵道條件下S彎噴管數(shù)值模擬方法驗證研究 045
2.3.4 渦扇發(fā)動機用S彎噴管流動機理分析 047
2.4 幾何參數(shù)對渦扇發(fā)動機用S彎噴管流動特性的影響研究 057
2.4.1 出口寬高比對S彎噴管流動特性的影響研究 058
2.4.2 長徑比對S彎噴管流動特性的影響研究 065
2.4.3 遮擋率對S彎噴管流動特性的影響研究 073
2.4.4 兩彎軸向長度比對S彎噴管流動特性的影響研究 081
2.4.5 進口旋流對S彎噴管流動特性的影響研究 089
第3章 S彎噴管紅外輻射特性影響研究
3.1 引言 099
3.2 紅外輻射特性計算方法 099
3.2.1 輻射在介質(zhì)中的傳輸 100
3.2.2 離散傳遞法 104
3.2.3 流場數(shù)值模擬方法 106
3.3 幾何參數(shù)對S彎噴管紅外輻射特性的影響研究 107
3.3.1 S彎噴管的紅外輻射特性 108
3.3.2 中心線變化規(guī)律對S彎噴管紅外輻射特性影響 111
3.3.3 出口寬高比對S彎噴管紅外輻射特性的影響 116
3.3.4 兩彎軸向長度比對S彎噴管紅外輻射特性的影響 120
3.4 不同進口條件對S彎噴管紅外輻射特性的影響研究 124
3.4.1 發(fā)動機構型對S彎噴管的紅外輻射特性的影響 124
3.4.2 進口預旋對S彎噴管紅外輻射特性的影響研究 127
3.4.3 進口不同氣動參數(shù)對S彎噴管紅外輻射特性的影響 137
3.5 S彎噴管低紅外輻射設計準則研究 141
3.5.1 遮擋率對渦噴發(fā)動機用S彎噴管紅外輻射特性的影響 141
3.5.2 遮擋率對渦扇發(fā)動機用S彎噴管紅外輻射特性的影響 152
3.6 S彎噴管氣動/紅外多目標優(yōu)化研究 157
3.6.1 S彎噴管優(yōu)化實驗設計 157
3.6.2 S彎噴管設計參數(shù)對優(yōu)化目標的影響 160
3.6.3 S彎噴管氣動/紅外多目標優(yōu)化 162
第4章 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管設計方法與應用
4.1 引言 165
4.2 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管氣動型面設計方法 165
4.2.1 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管幾何特征分析 165
4.2.2 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管型面設計 166
4.3 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管數(shù)值模擬方法的數(shù)值驗證 168
4.3.1 實驗臺架介紹 168
4.3.2 實驗方案及步驟 169
4.3.3 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管流動特征的數(shù)值驗證 170
4.4 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管設計 173
4.4.1 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管非矢量狀態(tài)的氣動型面設計 173
4.4.2 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管矢量狀態(tài)氣動型面設計 175
4.4.3 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管運動規(guī)律設計方法 179
4.4.4 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管驅(qū)動力矩設計方法 186
4.5 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管定常氣動特性 196
4.5.1 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管流動特征 197
4.5.2 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管氣動性能 203
4.6 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管地面效應分析 205
4.6.1 計算模型及參數(shù)定義 205
4.6.2 平板高度對升力損失的影響分析 206
4.6.3 噴流間距對升力損失的影響分析 208
4.6.4 噴流落壓比對升力損失的影響分析 209
4.6.5 噴流動量比對升力損失的影響分析 211
4.6.6 來流速度對升力損失的影響分析 213
4.7 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管熱態(tài)模型試驗 214
4.7.1 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管熱態(tài)實驗設備介紹 214
4.7.2 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管熱態(tài)實驗結果 218
第5章 單膨脹斜面噴管設計方法與應用
5.1 引言 224
5.2 單膨脹斜面噴管設計方法 224
5.2.1 特征線法在SERN型面設計中的應用 225
5.2.2 串聯(lián)式TBCC發(fā)動機用SERN型面設計方法 228
5.2.3 并聯(lián)式TBCC發(fā)動機用尾噴管設計方法 231
5.3 單膨脹斜面噴管流動機理 234
5.3.1 串聯(lián)式TBCC發(fā)動機用SERN流場特性 234
5.3.2 并聯(lián)式TBCC發(fā)動機用尾噴管流場特性 238
5.4 基于主動流動控制方法的串聯(lián)式TBCC發(fā)動機用SERN性能改善 242
5.4.1 帶二次流噴射的串聯(lián)式TBCC發(fā)動機用SERN流動機理 243
5.4.2 幾何參數(shù)對串聯(lián)式TBCC發(fā)動機用SERN性能影響 247
5.4.3 氣動參數(shù)對串聯(lián)式TBCC發(fā)動機用SERN性能影響 252
5.5 基于主動流動控制方法的并聯(lián)式TBCC發(fā)動機用尾噴管性能改善 257
5.5.1 帶二次流噴射的并聯(lián)式TBCC發(fā)動機用尾噴管流動機理 257
5.5.2 幾何參數(shù)對并聯(lián)式TBCC發(fā)動機用尾噴管性能影響 260
5.5.3 氣動參數(shù)對并聯(lián)式TBCC發(fā)動機用尾噴管性能影響 265
5.6 基于被動流動控制方法的串聯(lián)式TBCC發(fā)動機用SERN性能改善 270
5.6.1 無源腔改善串聯(lián)式TBCC發(fā)動機用SERN性能的流動機理研究 270
5.6.2 無源腔改善串聯(lián)式TBCC發(fā)動機用SERN的適應工作范圍 274
5.6.3 無源腔幾何參數(shù)對串聯(lián)式TBCC發(fā)動機用SERN性能的影響 277
5.6.4 無源腔軸向位置對串聯(lián)式TBCC發(fā)動機用SERN性能的影響 281
第6章 特殊用途噴管與發(fā)動機整機耦合設計與計算
6.1 引言 284
6.2 面向?qū)ο蟮暮娇瞻l(fā)動機總體性能計算方法介紹 284
6.2.1 航空發(fā)動機總體各部件計算方法 285
6.2.2 航空發(fā)動機整機匹配與特性計算方法 290
6.3 基于代理模型的先進部件與發(fā)動機整機耦合計算方法 291
6.3.1 基于數(shù)值試驗設計的部件計算點選擇 291
6.3.2 高精度代理模型建模方法研究 293
6.3.3 基于代理模型的發(fā)動機部件與整機性能模型研究 296
6.4 S彎噴管與渦扇發(fā)動機耦合計算 296
6.4.1 S彎噴管高精度代理模型建立及評估 296
6.4.2 渦扇發(fā)動機整機環(huán)境下S彎噴管氣動性能計算與分析 300
6.5 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管與渦扇發(fā)動機耦合計算 304
6.5.1 三軸承偏轉(zhuǎn)噴管高精度代理模型建立及評估 304
6.5.2 渦扇發(fā)動機整機環(huán)境下三軸承偏轉(zhuǎn)噴管氣動性能計算與分析 309
6.6 單膨脹斜面噴管與TBCC發(fā)動機耦合計算 313
6.6.1 單膨脹斜面噴管高精度代理模型建立及評估 313
6.6.2 TBCC發(fā)動機整機環(huán)境下單膨脹斜面噴管氣動性能計算與分析 315
參考文獻 320