真实气体效应对Ma10级进气道流动的影响

作     者：张启帆 岳连捷 贾轶楠 张新宇 李欣 高雄 ZHANG Qi-fan;YUE Lian-jie;JIA Yi-nan;ZHANG Xin-yu;LI Xin;GAO Xiong

作者机构：中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室北京100190 北京动力机械研究所北京100074 

出 版 物：《推进技术》 (Journal of Propulsion Technology)

年 卷 期：2019年第40卷第5期

页      面：1042-1050页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080103[工学-流体力学] 0802[工学-机械工程] 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(11472279 11672309) 

主　　题：真实气体效应 高马赫数进气道 化学非平衡气体模型 热完全气体模型 前缘钝化 再起动性能 

摘      要：为了探究高马赫数超燃冲压发动机高速飞行时真实气体效应对进气道流场的影响,仿真获得了不同气体模型下Ma10级进气道流场结构和性能。结果表明:进气道主流流场温度较低,不足以触发空气的离解反应,反应仅发生在边界层内,但反应程度较低,远未达到化学平衡状态,除了边界层温度及热载荷特性,其流场结果则更为贴近冻结流流场,因而化学非平衡模型与热完全气体模型的进气道通流流场结构和性能基本一致。而真实气体效应导致边界层特性的不同,对进气道起动特性产生影响,吸热离解反应通过对进口分离包的抑制和增大进口马赫数将进气道的再起动马赫数从9.8降低到9.4。在对进气道在宽速域应用中的钝化设计研究发现,真实气体效应虽然对前缘钝化进气道流场的压力分布和性能无明显影响,但是其能起到整体降低壁面热流的作用,不仅钝头处的热流降低了1MW/m2,通道内的热流也整体降低了0.1MW/m2。