高超声速运载器宽速域气动/推进耦合建模与分析

作     者：程锋 张栋 唐硕 CHENG Feng;ZHANG Dong;TANG Shuo

作者机构：西北工业大学航天学院陕西西安710072 陕西省空天飞行器设计重点实验室陕西西安710072 

出 版 物：《浙江大学学报（工学版）》 (Journal of Zhejiang University：Engineering Science)

年 卷 期：2019年第53卷第5期

页      面：1006-1018页

核心收录：

学科分类：080103[工学-流体力学] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11672235) 国防基础科研计划资助项目(A0420132102) 

主　　题：高超声速运载器 宽速域 气动/推进一体化 耦合建模 灵敏度分析 

摘      要：为了满足吸气式高超声速运载器在初步设计阶段的宽速域模型需求,基于流线追踪和高超声速气动理论建立独立于构型的宽速域压力和摩擦力壁面分布气动模型;以准一维流理论为基础,建立包含边界层和跨声速特性的宽速域双模态超燃冲压发动机模型.对于典型工况,2种模型的仿真结果与试验结果误差分别不大于2%、3%.在所建立模型的基础上,提出前体/进气道和后体/尾喷管力系的解耦/耦合策略,建立气动和推进学科的宽速域一体化耦合模型及仿真平台.针对某吸气式高超声速运载器的分析发现一体化设计的吸气式高超声速运载器存在严重的非线性气动/推进强耦合,认为所建立的耦合模型在精度满足一定要求的条件下能够定量/定性地评估气动/推进的耦合效应,有助于吸气式高超声速运载器的构型设计、地面仿真和控制研究.