[发明专利]蛇形进气道主动流动控制计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空气动力实验技术领域，特别是涉及蛇形进气道主动流动控制计算方法。

背景技术

为满足现代战争对无人战斗机高隐身性能的要求，近年来，蛇形进气道的设计和性能研究受到了有关方面的高度重视。采用蛇形进气道可以对发动机进口端面进行全遮挡，从而大大降低飞行器的雷达散射截面，若同时在进气道唇口和通道内的适当位置涂敷吸波材料可以获得很好的隐身效果，但研究表明，由于蛇形进气道的长度比较短、偏距比较大，进气道边界层气流极易发生分离，而分离会显著降低总压恢复性能，增加发动机进口流场畸变，进而大大减小净推力，甚至会引起发动机失速。

发明内容

本发明是针对改善进气道内流特性而开发的一种蛇形进气道主动流动控制计算方法，其目的是研究向进气道内射入少量高速气流，增加边界层能量，减缓或者消除流动分离形成，提高进气道性能。

采用的技术方案是：

蛇形进气道主动流动控制计算方法，包括进气道内流流场求解器、微质量射流流动控制计算模块、基于外部文件射流参数定义模块、微质量射流流动控制前处理模块。其计算方法为下列步骤：

（1）蛇形进气道基本网格生成，划分一套在射流区域局部加密的蛇形进气道基本网格，确保网格边界层网格满足要求；

（2）射流流动控制计算模块参数设计，编写微质量射流流动控制计算模块，并嵌入流场求解器，设置相应参数；

（3）基于外部文件射流孔参数定义，通过特定格式的外部文件定义射流孔数量和各射流孔坐标，各射流孔偏航射流角、俯仰射流角，以及各射流孔半径；

（4）基于外部文件射流边界条件定义，通过外部文件定义射流边界的数值边界条件；

（5）运行微质量射流前处理程序，作好运行微质量射流流动控制前处理子程序，实现射流控制的前处理工作；

（6）运行流场求解器，运行基于非结构网格流场求解器，实现对蛇形进气道微质量射流流动控制效能的数值模拟；

（7）流场后处理，流场后处理可视化。

本发明避免了传统计算在大量射流孔位置设置边界条件及射流条件变化而导致需要生成不同网格的烦琐劳动，提高了计算效率。

图1是本发明的技术流程图。

具体实施方式

蛇形进气道主动流动控制计算方法，包括进气道内流流场求解器、微质量射流流动控制计算模块、基于外部文件射流参数定义模块、微质量射流流动控制前处理模块。参见附图1所示，流动控制具体方法如下：

（1）预先生成蛇形进气道基本网格，通过外部文件模块定义射流孔位置和半径，划分一套在射流区域局部加密的蛇形进气道基本网格，确保网格边界层网格满足要求，需要在边界层内布置至少35层棱柱层网格以覆盖射流影响区域；

（2）射流流动控制计算模块参数设计，编写微质量射流流动控制计算模块，并嵌入流场求解器，设置相应参数；

（3）基于外部文件射流孔参数定义，包括坐标、位置、射流方向，来流大致方向，射流孔所在壁面法向等，标定射流孔所在壁面上网格节点在射流孔内的网格，通过特定格式的外部文件定义射流孔数量和各射流孔坐标，各射流孔偏航射流角、俯仰射流角，以及各射流孔半径；

（4）基于外部文件射流边界条件定义，删除位于射流孔内网格的壁面属性，通过外部文件定义射流边界的数值边界条件；

（5）运行微质量射流前处理程序，作好运行微质量射流流动控制前处理子程序，实现射流控制的前处理工作；

（6）运行流场求解器，运行基于非结构网格流场求解器，实现对蛇形进气道微质量射流流动控制效能的数值模拟；

（7）流场后处理，流场后处理可视化。