[发明专利]超声速风洞及其确定方法

权利要求书

1.一种超声速风洞，其特征在于，包括：

稳定段（40），用于对气流进行整流；

喷管（10），连接在所述稳定段（40）的下游，所述喷管（10）的出口的横截面形状为第一多边形，所述第一多边形的任一边与相邻的两边构成的两个夹角中至少一个不等于90度；

试验段（20），连接在所述喷管（10）的下游，所述试验段（20）的进口端与所述喷管（10）的出口端相匹配。

2.根据权利要求1所述的超声速风洞，其特征在于，所述喷管（10）包括：

亚声速段（12），所述亚声速段（12）的进口端的横截面形状为第一圆形；

喉部，所述喉部的进口端与所述亚声速段（12）的出口端相连，且所述喉部的进口端与所述亚声速段（12）的出口端相匹配，所述喉部沿气体的流动方向从上游到下游横截面逐渐收缩；

超声速段（11），与所述喉部的出口端相连接，所述超声速段（11）的进口端与所述喉部的出口端横截面相匹配，所述超声速段（11）的出口的横截面形状为所述第一多边形，所述超声速段（11）的横截面沿气体的流动方向从上游到下游横截面逐渐增大。

3.根据权利要求2所述的超声速风洞，其特征在于，所述喷管（10）的壁面沿气体的流动方向为曲面。

4.根据权利要求1所述的超声速风洞，其特征在于，所述试验段（20）与所述喷管（10）一体成型，所述试验段（20）的出口处的横截面沿气体的流动方向从上游到下游由所述第一多边形向第二圆形过渡。

5.根据权利要求1所述的超声速风洞，其特征在于，所述试验段（20）的各壁面为平面，各所述壁面上均安装有观察窗（90）。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的超声速风洞，其特征在于，所述稳定段（40）内设置有整流装置。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的超声速风洞，其特征在于，所述超声速风洞还包括：

过渡段（30），设置在所述稳定段（40）的上游，用于引入所述气流，并对所述气流进行第一次整流；

扩压段（50），连接在所述试验段（20）的下游。

8.根据权利要求7所述的超声速风洞，其特征在于，所述扩压段（50）包括：

收缩部分（51），所述收缩部分（51）的横截面面积沿气体的流动方向逐渐减小；

扩张部分（53），所述扩张部分（53）的横截面面积沿气体的流动方向逐渐增大；

第二喉道（52），连接在所述收缩部分（51）的小截面端与所述扩张部分（53）的小截面端之间。

9.根据权利要求8所述的超声速风洞，其特征在于，所述第二喉道（52）为空心圆柱形。

10.一种超声速风洞的确定方法，其特征在于，所述超声速风洞的确定方法用于确定权利要求1中所述的超声速风洞，所述超声速风洞的确定方法包括以下步骤：

S10：确定第一多边形为喷管（10）的出口横截面形状，所述第一多边形的任一边与相邻的两边构成的两个夹角中至少一个不等于90度；

S20：通过流线追踪方法确定所述喷管（10）的喉部及亚声速段（12）；

S30：通过一体化设计确定与所述喷管（10）相连接的试验段（20），所述试验段（20）的进口与所述喷管（10）的出口相切。

11.根据权利要求10所述的超声速风洞的确定方法，其特征在于，所述S30的步骤之后还包括：

S40：确定连接在所述喷管（10）上游的稳定段（40）；

S50：确定连接在所述稳定段（40）上游的过渡段（30）；

S60：确定连接在所述试验段（20）下游的扩压段（50）。