三维超声速压力反问题的特征线求解技术

• 作者: 刘红阳 蓝庆生 赵一龙 赵玉新
• 来源期刊: 推进技术
• 学科: 航空航天
• 关键词: 三维压力反问题 双特征线方法 三维超声速气动设计 数值方法
• 年，卷（期）: 2018,（10）
• 所属期刊栏目: 气动热力学
• 页码范围: 2340-2350
• 页数: 11页
• 分类号: V434.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.2018.10.018

摘要

为了进一步探索三维超声速气动反问题的求解方法,基于双特征线理论及Butler解法,研究了三维超声速流线压力反问题的适定性.为了确保解的唯一性,提出在限定壁面膨胀/压缩方向时存在壁面压力与三维坐标的一一映射关系.基于该映射关系,提出了三维压力反问题的双特征线求解技术(iMOC-3D求解器).采用Prandtl-Meyer膨胀波、Busemann进气道的理论解,对iMOC-3D求解方法的膨胀、压缩过程进行了精度评估,误差均为1×10-4量级.为了进一步验证设计方法的可靠性和易控性,设计了进口为矩形和三角形的超声速喷管;通过设计壁面压力分布,完成了均匀膨胀的轴对称喷管设计,并将设计结果与数值模拟进行对比验证.研究表明:预设三维流线下游未知点的压力值,存在多个流动方向满足该压力条件,即该问题的解不唯一,因此三维超声速流线压力反问题是非适定的.对比验证表明:所设计的流场与CFD计算得到的等值线符合得较好,流场参数的最大误差为1％.因此,所提出的双特征线解法具有一定的可靠性,有望为三维超声速流道设计提供新思路.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	赵玉新	国防科技大学高超声速冲压发动机技术重点实验室	19	108	7.0	9.0
2	赵一龙	国防科技大学高超声速冲压发动机技术重点实验室	6	29	4.0	5.0
3	刘红阳	中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所	5	6	1.0	2.0
4	蓝庆生	国防科技大学高超声速冲压发动机技术重点实验室	3	5	1.0	2.0