申请/专利权人：中国航天空气动力技术研究院

申请日：2023-12-29

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN117852178A

主分类号：G06F30/15

分类号：G06F30/15;G06F30/20;G06F17/10;G06F30/18;G06F111/10;G06F113/14

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.26#实质审查的生效;2024.04.09#公开

摘要：本发明公开了一种大尺寸宽工况高超声速低密度型面喷管设计方法，涉及到低密度风洞试验领域。低密度气流在喷管膨胀过程中，不仅仅容易与喷管壁面流动分离，而且在喷管中下游生成较厚的边界层，抑制了气流的膨胀和缩小了试验的有效区域，使得原有的低密度喷管有效试验区域小，流场品质差。本发明针对低密度高超声速流动在喷管膨胀段难以控制的难题，基于不同流动特征，大尺寸宽工况低密度型面喷管可以改变为3种不同构型，不仅仅解决了喷管壁面流动分离的难题，还能够有效抑制喷管边界层的发展，同时能满足宽工况运行条件，降低了成本。本发明不仅仅显著提高低密度型面喷管流场品质，还扩大了试验区域以及非设计状态下抑制流场品质不佳的难题。

主权项：1.一种大尺寸宽工况高超声速低密度型面喷管设计方法，其特征在于，包括：根据待设计喷管的出口马赫数Ma和无黏型线出口直径D，计算得到待设计喷管的喉道直径d*；基于确定的待设计喷管的喉道直径d*，结合给定的半锥角θ，设计一个初始锥形喷管；其中，初始锥形喷管由膨胀段和收缩段光滑连接而成；初始锥形喷管的收缩段采用移轴的Witoszynski曲线、三次曲线或者CQCQ曲线；对初始锥形喷管进行数值模拟计算，确定初始锥形喷管的出口流场努森数；当出口流场努森数小于0.03时，采用第一策略对初始锥形喷管的型线进行重构优化，得到最优喷管型线；当出口流场努森数大于0.03且小于1时，采用第二策略对初始锥形喷管的型线进行重构优化，得到最优喷管型线；当出口流场努森数大于1时，采用第三策略对初始锥形喷管的型线进行重构优化，得到最优喷管型线。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国航天空气动力技术研究院 一种大尺寸宽工况高超声速低密度型面喷管设计方法

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