[发明专利]一种高超声速风洞模型表面低速喷流的生成方法

权利要求书

1.一种高超声速风洞模型表面低速喷流的生成方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、建立风洞试验整体模型；包括喷流模型和风洞喷管；风洞喷管向喷流模型方向提供气流；喷流模型侧壁上设置有喷流孔；喷流模型通过喷流孔向外喷流；

步骤二、计算在风洞试验下喷流模型外壁的气动压力p_model；

步骤三、将喷流孔沿截面划分为4个区，分别为第1区、第2区、第3区和第4区；第1区为从喷流孔入口到喷流管直径最细位置的区域；第2区为从喷流管直径最细位置到对喷流进行激波前位置的区域；第3区为对喷流激波后的位置到喷流孔出口位置的区域；第4区为喷流孔出口区域；

步骤四、建立喷流分别处于喷流孔中4个区的方程组；当喷流位于第1区时，满足如下方程组：

式中，Ma₁为喷流管最细直径处的马赫数；

u₁为喷流管最细直径处的喷流的速度；

R为气体常数；

T₁为喷流管最细直径处的温度；

T₀为喷流驻室的温度；

p₁为喷流管最细直径处喷流的压力；

p₀为喷流驻室的喷流的压力；

ρ₁为喷流管最细直径处喷流的密度；

ρ₀为喷流驻室的喷流密度；

当喷流位于第2区时，满足如下方程组：

式中，Ma₂为喷流位于激波前位置的马赫数；

u₂为喷流位于激波前位置的速度；

T₂为喷流位于激波前位置的温度；

d₁为喷流位于喷流管最细直径位置的喷流管直径；

d₂为喷流位于激波前位置的喷流管直径；

p₂为喷流位于激波前位置的压力；

ρ₂为喷流位于激波前位置的密度；

当喷流位于第3区时，满足如下方程组：

式中，Ma₃为喷流经过激波后的马赫数；

u₃为喷流经过激波后的速度；

T₃为喷流经过激波后的温度；

d₃为喷流经过激波后位置的喷流管直径；

ρ₃为喷流经过激波后的密度；

p₃为喷流经过激波后的压力；

当喷流位于第4区时，满足如下方程组：

式中，Ma₄为喷流在喷流孔出口位置的马赫数；

u₄为喷流在喷流孔出口位置的速度；

T₄为喷流在喷流孔出口位置的温度；

d₄为喷流孔出口位置的直径；

ρ₄为喷流在喷流孔出口位置的密度；

p₄为喷流在喷流孔出口位置的压力；

步骤五、设定状态方程p_i＝ρ_iRT_i；i为区序号；i为0或1或2或3或4；计算试验中所需的喷流驻室压力p₀和喷流管直径变化比d₄/d₁；喷流驻室压力p₀和喷流管直径变化比d₄/d₁的计算方法为：

S1、令p₄＝p_model；

S2、联立方程组(1)-(4)、状态方程p_i＝ρ_iRT_i和p₄＝p_model；计算得到喷流驻室压力p₀和喷流管直径变化比d₄/d₁；

步骤六、根据步骤五，对喷流模型内部的喷流驻室和侧壁的喷流管进行设计；完成喷流模型外壁风洞试验，内壁喷流试验模型的完整建立。