基于三维弯曲激波的宽域变马赫数乘波体设计分析
作者:
作者单位:

厦门大学航空航天学院,厦门 361005

作者简介:

尤延铖,男,教授,博士生导师,“长江学者奖励计划”特聘教授、中国五四青年奖章获得者,南京航空航天大学99级校友。长期从事气体动力学理论、超声速进气道设计、飞/发一体化布局设计等方面国防应用基础研究。已出版专著1部,航空航天专业教材2部。以第一作者和通信作者身份发表多篇高水平学术论文,先后获“兴洲”冲压发动机奖、第十六届福建青年科技奖、福建省科技进步一等奖、教育部技术发明一等奖等。

通讯作者:

尤延铖,E-mail: Yancheng.you@xmu.edu.cn。

中图分类号:

V211.5

基金项目:

国家自然科学基金(U21B6003,U20A3069);博士后科学基金(2022M712653);1912项目和航空工业气动院重点实验室基金。


Design and Investigation of Variable Mach Number Waverider for a Wide-Speed Range Based on Three-Dimensional Shock Waves
Author:
Affiliation:

School of Aerospace Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, China

Fund Project:

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    摘要:

    为改善常规乘波体布局的宽域气动性能,提出了一种基于复杂三维弯曲激波面的宽域变马赫数乘波体设计方法,其本质是将局部偏转吻切方法与“并联变马赫数”概念相结合,各流面内的设计马赫数不再保持不变,而可根据需求进行调整,以此提高乘波体的宽速域性能。该方法采用Bezier曲面直接指定所需三维激波形状,使得激波形状的选取更为灵活。结果表明,基于三维弯曲激波的变马赫数乘波体拥有更为均衡的气动与几何特性,更适于宽域飞行,且各流面内设计马赫数的离散单调性对此类乘波体性能有较大影响。相同条件下,马赫数7至12范围内设计的基于三维弯曲激波的变马赫数乘波体相较于吻切锥变马赫数乘波体具有更大的容积与更高的升阻比,但容积率有所下降。

    Abstract:

    To improve the wide range performance of the conventional waverider layout, a variable Mach number waverider design approach based on the three-dimensional shock wave is proposed. Its essence is to combine the local-turning osculating cones method with the concept of “variable Mach number”. The design Mach number differs within each stream surface so as to achieve the goal of taking into account various flight states for wide-speed flight. In the proposed approach, the required three-dimensional shock shape is directly specified by Bezier surface, which makes the selection of shock shape more flexible. The numerical results demonstrate that the proposed variable Mach number waverider possesses a better comprehensive performance on the wide-speed range. The changing law of the design Mach number significantly affects the performance of the variable Mach number waverider. Under the same conditions, the new proposed variable Mach number waverider designed within the range of Mach 7 to 12 owns a larger volume and higher lift-to-drag ratio than the osculating cone variable Mach number waverider, but the volume efficiency declines.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

尤延铖,郑晓刚,丁晓婷,汤祎麒,朱呈祥.基于三维弯曲激波的宽域变马赫数乘波体设计分析[J].南京航空航天大学学报,2022,54(5):937-948

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  • 收稿日期:2022-08-11
  • 最后修改日期:2022-09-22
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  • 在线发布日期: 2022-10-05
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