技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及蛇形進(jìn)氣道主動(dòng)流動(dòng)控制計(jì)算方法。

背景技術(shù)

為滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)高隱身性能的要求，近年來(lái)，蛇形進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)和性能研究受到了有關(guān)方面的高度重視。采用蛇形進(jìn)氣道可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口端面進(jìn)行全遮擋，從而大大降低飛行器的雷達(dá)散射截面，若同時(shí)在進(jìn)氣道唇口和通道內(nèi)的適當(dāng)位置涂敷吸波材料可以獲得很好的隱身效果，但研究表明，由于蛇形進(jìn)氣道的長(zhǎng)度比較短、偏距比較大，進(jìn)氣道邊界層氣流極易發(fā)生分離，而分離會(huì)顯著降低總壓恢復(fù)性能，增加發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口流場(chǎng)畸變，進(jìn)而大大減小凈推力，甚至?xí)鸢l(fā)動(dòng)機(jī)失速。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對(duì)改善進(jìn)氣道內(nèi)流特性而開發(fā)的一種蛇形進(jìn)氣道主動(dòng)流動(dòng)控制計(jì)算方法，其目的是研究向進(jìn)氣道內(nèi)射入少量高速氣流，增加邊界層能量，減緩或者消除流動(dòng)分離形成，提高進(jìn)氣道性能。

采用的技術(shù)方案是：

蛇形進(jìn)氣道主動(dòng)流動(dòng)控制計(jì)算方法，包括進(jìn)氣道內(nèi)流流場(chǎng)求解器、微質(zhì)量射流流動(dòng)控制計(jì)算模塊、基于外部文件射流參數(shù)定義模塊、微質(zhì)量射流流動(dòng)控制前處理模塊。其計(jì)算方法為下列步驟：

（1）蛇形進(jìn)氣道基本網(wǎng)格生成，劃分一套在射流區(qū)域局部加密的蛇形進(jìn)氣道基本網(wǎng)格，確保網(wǎng)格邊界層網(wǎng)格滿足要求；

（2）射流流動(dòng)控制計(jì)算模塊參數(shù)設(shè)計(jì)，編寫微質(zhì)量射流流動(dòng)控制計(jì)算模塊，并嵌入流場(chǎng)求解器，設(shè)置相應(yīng)參數(shù)；

（3）基于外部文件射流孔參數(shù)定義，通過特定格式的外部文件定義射流孔數(shù)量和各射流孔坐標(biāo)，各射流孔偏航射流角、俯仰射流角，以及各射流孔半徑；

（4）基于外部文件射流邊界條件定義，通過外部文件定義射流邊界的數(shù)值邊界條件；

（5）運(yùn)行微質(zhì)量射流前處理程序，作好運(yùn)行微質(zhì)量射流流動(dòng)控制前處理子程序，實(shí)現(xiàn)射流控制的前處理工作；

（6）運(yùn)行流場(chǎng)求解器，運(yùn)行基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格流場(chǎng)求解器，實(shí)現(xiàn)對(duì)蛇形進(jìn)氣道微質(zhì)量射流流動(dòng)控制效能的數(shù)值模擬；

（7）流場(chǎng)后處理，流場(chǎng)后處理可視化。

本發(fā)明避免了傳統(tǒng)計(jì)算在大量射流孔位置設(shè)置邊界條件及射流條件變化而導(dǎo)致需要生成不同網(wǎng)格的煩瑣勞動(dòng)，提高了計(jì)算效率。

圖1是本發(fā)明的技術(shù)流程圖。

具體實(shí)施方式

蛇形進(jìn)氣道主動(dòng)流動(dòng)控制計(jì)算方法，包括進(jìn)氣道內(nèi)流流場(chǎng)求解器、微質(zhì)量射流流動(dòng)控制計(jì)算模塊、基于外部文件射流參數(shù)定義模塊、微質(zhì)量射流流動(dòng)控制前處理模塊。參見附圖1所示，流動(dòng)控制具體方法如下：

（1）預(yù)先生成蛇形進(jìn)氣道基本網(wǎng)格，通過外部文件模塊定義射流孔位置和半徑，劃分一套在射流區(qū)域局部加密的蛇形進(jìn)氣道基本網(wǎng)格，確保網(wǎng)格邊界層網(wǎng)格滿足要求，需要在邊界層內(nèi)布置至少35層棱柱層網(wǎng)格以覆蓋射流影響區(qū)域；

（2）射流流動(dòng)控制計(jì)算模塊參數(shù)設(shè)計(jì)，編寫微質(zhì)量射流流動(dòng)控制計(jì)算模塊，并嵌入流場(chǎng)求解器，設(shè)置相應(yīng)參數(shù)；

（3）基于外部文件射流孔參數(shù)定義，包括坐標(biāo)、位置、射流方向，來(lái)流大致方向，射流孔所在壁面法向等，標(biāo)定射流孔所在壁面上網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)在射流孔內(nèi)的網(wǎng)格，通過特定格式的外部文件定義射流孔數(shù)量和各射流孔坐標(biāo)，各射流孔偏航射流角、俯仰射流角，以及各射流孔半徑；

（4）基于外部文件射流邊界條件定義，刪除位于射流孔內(nèi)網(wǎng)格的壁面屬性，通過外部文件定義射流邊界的數(shù)值邊界條件；

（5）運(yùn)行微質(zhì)量射流前處理程序，作好運(yùn)行微質(zhì)量射流流動(dòng)控制前處理子程序，實(shí)現(xiàn)射流控制的前處理工作；

（6）運(yùn)行流場(chǎng)求解器，運(yùn)行基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格流場(chǎng)求解器，實(shí)現(xiàn)對(duì)蛇形進(jìn)氣道微質(zhì)量射流流動(dòng)控制效能的數(shù)值模擬；

（7）流場(chǎng)后處理，流場(chǎng)后處理可視化。?