專(zhuān)利名稱(chēng)：超聲速交匯流道及其壁面確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種超聲速交匯流道及其壁面確定方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代空氣動(dòng)力學(xué)研究的發(fā)展，超聲速流動(dòng)的混合技術(shù)在實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域發(fā)揮了日益重要的作用。超聲速交匯流道是一種典型的將不同的超聲速流場(chǎng)匯合成一股超聲速氣流的部件。超聲速氣流交匯很容易產(chǎn)生激波，其影響主要包括兩個(gè)方面，一是通過(guò)激波之后會(huì)有總壓損失，降低氣流的做功能力，二是激波與邊界層的相互作用會(huì)引起流動(dòng)分離，甚至堵塞整個(gè)流道?，F(xiàn)有的交匯流道設(shè)計(jì)主要是用于一般的三通流動(dòng)，由于未考慮超聲速氣流流動(dòng)的特點(diǎn)，不可避免地會(huì)出現(xiàn)激波，導(dǎo)致總壓損失、氣流畸變。與此同時(shí)，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方法還還會(huì)將超聲速氣流降至亞聲速，其流場(chǎng)也不均勻，總壓損失非常大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種超聲速交匯流道及其壁面確定方法，能夠獲得一種將多股超聲速氣流匯合成一股氣，不產(chǎn)生激波、流場(chǎng)均勻、總壓損失小的無(wú)激波超聲速交匯流道。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種超聲速交匯流道的壁面確定方法，包括根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定出口邊界和兩個(gè)入口邊界；根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用二階連續(xù)曲線，確定超聲速交匯流道的兩個(gè)支流的內(nèi)壁面曲線；根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用特征線法，確定超聲速交匯流道與兩個(gè)支流的內(nèi)壁面曲線相對(duì)應(yīng)的外壁面曲線；根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用特征線法，確定超聲速交匯流道的總流道的上下壁面曲線；根據(jù)兩個(gè)支流部分的內(nèi)壁面曲線確定支流部分的內(nèi)壁面；根據(jù)外壁面曲線確定支流部分的外壁面；根據(jù)總流道的上下壁面曲線確定總流道的上下壁面。進(jìn)一步地，根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定出口邊界和兩個(gè)入口邊界的步驟包括使空氣流動(dòng)的方向垂直于空氣流動(dòng)所在位置處的出口邊界和兩個(gè)入口邊界。進(jìn)一步地，確定出口邊界和兩個(gè)入口邊界之后，根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用二階連續(xù)曲線，確定超聲速交匯流道的兩條支流的內(nèi)壁面曲線的步驟包括根據(jù)空氣來(lái)流條件和兩個(gè)入口邊界的馬赫數(shù)分布，利用特征線法，確定兩個(gè)入口邊界的影響域及其流場(chǎng)參數(shù)。進(jìn)一步地，確定入口影響域及其流場(chǎng)參數(shù)之后，根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用二階連續(xù)曲線，確定超聲速交匯流道的兩條支流的內(nèi)壁面曲線的步驟還包括根據(jù)兩個(gè)入口邊界的影響域及其流場(chǎng)參數(shù)，利用二階連續(xù)曲線，確定超聲速交匯流道的兩個(gè)支流部分的內(nèi)壁面曲線，其中，兩個(gè)支流的內(nèi)壁面曲線相交于交匯點(diǎn)，使內(nèi)壁面曲線在入口處的端點(diǎn)的切線方向與入口空氣的流動(dòng)方向相重合；交匯點(diǎn)的切線垂直于出口邊界，且該交匯點(diǎn)的切線與出口邊界的交點(diǎn)將出口邊界分為兩段，各線段長(zhǎng)度的比值等于各入口邊界的入口流量比值。進(jìn)一步地，確定內(nèi)壁面曲線之后，利用特征線法，確定超聲速交匯流道的與兩個(gè)支流部分的內(nèi)壁面曲線相對(duì)應(yīng)的對(duì)邊壁面曲線的步驟包括根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用特征線法，確定兩個(gè)支流部分的內(nèi)壁面影響域，其中，第一支流的內(nèi)壁面影響域的遠(yuǎn)離入口邊界的頂點(diǎn)與第一內(nèi)壁面曲線相交于第一點(diǎn)，第二支流的內(nèi)壁面影響域的遠(yuǎn)離入口邊界的頂點(diǎn)與第二內(nèi)壁面曲線相交于第二點(diǎn)。進(jìn)一步地，利用特征線法確定內(nèi)壁面影響域之后，利用特征線法，確定超聲速交匯流道的與兩個(gè)支流部分的內(nèi)壁面曲線相對(duì)應(yīng)的對(duì)邊壁面曲線的步驟還包括根據(jù)第一內(nèi)壁面曲線上的第一點(diǎn)到交匯點(diǎn)之間的馬赫數(shù)分布以及第二內(nèi)壁面曲線上的第二點(diǎn)到交匯點(diǎn)之間的馬赫數(shù)分布，利用特征線法，確定超聲速交匯流道的與兩個(gè)支流部分的內(nèi)壁面曲線各自相對(duì)應(yīng)的外壁面曲線，其中，兩個(gè)支流的空氣流在交匯點(diǎn)處的壓力相等，。 進(jìn)一步地，確定外壁面曲線之后，根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用特征線法，確定超聲速交匯流道的總流道的上下壁面曲線的步驟包括從交匯點(diǎn)做垂直于出口邊界的射線，并確定該射線上相應(yīng)的壓力分布，其中，射線的頂點(diǎn)處的壓力等于上游空氣流的壓力，出口處的壓力由設(shè)計(jì)出口壓力確定出口處的壓力由設(shè)計(jì)出口壓力確定并求出射線上的壓力分布，最終確定交匯流道的總流道中的馬赫數(shù)分布。進(jìn)一步地，確定總流道中的馬赫數(shù)分布之后，根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用特征線法，確定超聲速交匯流道的總流道的上下壁面曲線的步驟還包括確定射線上的馬赫數(shù)分布之后，利用特征線法和質(zhì)量守恒定律，確定超聲速交匯流道的總流道的上下壁面曲線。進(jìn)一步地，特征線法包括預(yù)估步和校正步，該校正步根據(jù)預(yù)估步的結(jié)果進(jìn)行校正。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種超聲速交匯流道，超聲速交匯流道包括位于上游的兩個(gè)支流流道和位于下游的總流道，兩個(gè)支流流道交匯后共同連接至總流道，兩個(gè)支流流道由內(nèi)壁面曲線和外壁面曲線確定，總流道由上下壁面曲線確定，其中，內(nèi)壁面曲線由超聲速交匯流道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束利用二階連續(xù)曲線確定；外壁面曲線由超聲速交匯流道的壁面的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束利用特征線法確定；上下壁面曲線由超聲速交匯流道的壁面的確定結(jié)構(gòu)的幾何約束利用特征線法確定。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的超聲速交匯流道的壁面確定方法包括根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定出口邊界和兩個(gè)入口邊界；根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用二階連續(xù)曲線，確定超聲速交匯流道的兩個(gè)支流的內(nèi)壁面曲線；根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用特征線法，確定超聲速交匯流道與兩個(gè)支流的內(nèi)壁面曲線相對(duì)應(yīng)的外壁面曲線；根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用特征線法，確定超聲速交匯流道的總流道的上下壁面曲線；根據(jù)兩個(gè)支流部分的內(nèi)壁面曲線確定支流部分的內(nèi)壁面；根據(jù)外壁面曲線確定支流部分的外壁面；根據(jù)總流道的上下壁面曲線確定總流道的上下壁面。根據(jù)本發(fā)明的方法設(shè)計(jì)的超聲速交匯流道，可以保證流動(dòng)的全程均為超聲速，其流場(chǎng)均勻且總壓損失小。


構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲速交匯流道及其壁面的確定方法的出口邊界和入口邊界及其流動(dòng)方向；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲速交匯流道及其壁面的確定方法形成的入口邊界的影響域的示意圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲速交匯流道及其壁面的確定方法形成的支流道部分的內(nèi)壁面曲線的示意圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲速交匯流道及其壁面的確定方法形成的內(nèi)壁面影響域的示意圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲速交匯流道及其壁面的確定方法形成的支流道部分的外壁面曲線的示意圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲速交匯流道及其壁面的確定方法形成的總流道的上下壁面曲線的示意圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲速交匯流道及其壁面的確定方法的特征線方程的求解過(guò)程示意圖；以及圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲速交匯流道及其壁面的確定方法設(shè)計(jì)的超聲速交匯流道的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下文中將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。本發(fā)明中，超聲速段的馬赫數(shù)大于1. 2，亞聲速段的馬赫數(shù)小于O. 8，跨聲速段的馬赫數(shù)介于O. 8至1. 2之間。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，超聲速交匯流道的壁面通過(guò)以下確定方法獲得。如圖1所示，首先根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，確定出口邊界C和兩條入口邊界A和B，其中，出口邊界C處的空氣流動(dòng)方向垂直于出口邊界C，兩個(gè)入口邊界A和B處的空氣流動(dòng)方向分別垂直于對(duì)應(yīng)的入口邊界A和B。確定出口邊界C和兩個(gè)入口邊界A和B之后，根據(jù)空氣來(lái)流條件和兩個(gè)入口邊界A和B的馬赫數(shù)分布，利用特征線法，確定兩個(gè)入口邊界A和B的影響域及其流場(chǎng)參數(shù)，其中，入口邊界A的兩端點(diǎn)分別為I點(diǎn)和2點(diǎn)，入口邊界B的兩端點(diǎn)分別為I’點(diǎn)和2’點(diǎn)，入口邊界A的影響域即三角形1-2-3，入口邊界B的影響域即三角形I’ -2’ -3’，如圖2所示。如圖3所示，確定入口影響域1-2-3和I’ -2’ _3’及其流場(chǎng)參數(shù)之后，根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用二階連續(xù)曲線，確定超聲速交匯流道的兩個(gè)支流的內(nèi)壁面曲線2-5和2’ -5。其中，兩個(gè)支流的內(nèi)壁面曲線相交于交匯點(diǎn)5，并且，內(nèi)壁面曲線2-5和2’ -5在入口處的端點(diǎn)2和2’的切線方向與入口空氣的流動(dòng)方向相重合。交匯點(diǎn)5的切線垂直于出口邊界C，且該交匯點(diǎn)5的切線與出口邊界C的交點(diǎn)將出口邊界分為兩段，各線段長(zhǎng)度的比值等于各入口邊界的入口流量比值。
如圖4所示，確定內(nèi)壁面曲線2-5和2’ -5之后，根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用特征線法，確定支流部分的內(nèi)壁面曲線影響域，也即區(qū)域2-3-4和2’ -3’ _4’，其中，第一支流的內(nèi)壁面影響域2-3-4的遠(yuǎn)離與其對(duì)應(yīng)的入口邊界A的頂點(diǎn)與第一內(nèi)壁面曲線2-5相交于第一點(diǎn)4，第二支流的內(nèi)壁面影響域2’-3’-4’的遠(yuǎn)離與其對(duì)應(yīng)的入口邊界B的頂點(diǎn)與第二內(nèi)壁面曲線2’ -5相交于第二點(diǎn)4’。如圖5所示，確定支流部分的內(nèi)壁面曲線影響域之后，分別設(shè)置內(nèi)壁面曲線2-5上的第一點(diǎn)4和內(nèi)壁面曲線2’ -5上的第二點(diǎn)4’到交匯點(diǎn)5之間的馬赫數(shù)分布，也即，4-5和4’_5段的馬赫數(shù)分布，使兩個(gè)支流的空氣流在交匯點(diǎn)5處的壓力相等。然后再利用特征線法，確定超聲速交匯流道的與內(nèi)壁面曲線2-5相對(duì)的外壁面曲線1-6、與內(nèi)壁面曲線2’ -5相對(duì)應(yīng)的外壁面曲線I’ -6以及特征線5-6和5-6’。如圖6所示，確定壁面曲線1-6和1’_6’之后，從交匯點(diǎn)5做垂直于出口邊界C的射線5D，并確定該射線上相應(yīng)的壓力分布，其中，射線的頂點(diǎn)5處的壓力等于上游空氣流的壓力，出口邊界C處的壓力由設(shè)計(jì)的出口壓力確定，根據(jù)出口壓力反求射線上的壓力分布，利用特征線法求解區(qū)域確定總流道區(qū)域的馬赫數(shù)分布。根據(jù)已經(jīng)確定的總流道內(nèi)的馬赫數(shù)分布、特征線5-6，利用特征線法和質(zhì)量守恒定律，在射線上迭代計(jì)算到點(diǎn)7，確定超聲速交匯流道的總流道的上壁面曲線6-7’；同時(shí)根據(jù)已經(jīng)確定的射線上的馬赫數(shù)分布、特征線5-6’，利用特征線法和質(zhì)量守恒，確定對(duì)應(yīng)的超聲速交匯流道的總流道的下壁面曲線6’ -8，。由7點(diǎn)引出的左行7-8’與總流道的下壁面曲線6’ -8’交于點(diǎn)8’，右行特征線7-7’總流道的上壁面曲線6-7’交于點(diǎn)7’，其中點(diǎn)7’在邊界C遠(yuǎn)離入口邊界A和B的一側(cè)，由邊界C的約束條件可確定下壁面終點(diǎn)8’點(diǎn)對(duì)應(yīng)的上壁面終點(diǎn)8，進(jìn)而可得到完整的壁面曲線。此處的上下只是針對(duì)設(shè)計(jì)出來(lái)的超聲速分流流道而言，并不對(duì)其使用形成限制，即此處的上下并不代表實(shí)際使用中的上下方位。

根據(jù)本發(fā)明的方法，由內(nèi)壁面曲線2-5和與之相對(duì)的外壁面曲線1-6確定超聲速交匯流道的第一支流流道；由內(nèi)壁面曲線2’-5和與之相對(duì)應(yīng)的外壁面曲線I’_6確定超聲速交匯流道的第二支流流道；由總流道的上壁面曲線6-8和下壁面曲線6’ -8’確定超聲速交匯流道的總流道，完成整個(gè)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)。其中利用特征線法對(duì)壁面曲線求解的過(guò)程如圖7所示。假設(shè)已知壁面曲線上的兩點(diǎn)(X^r11M1, Θ 1；), (x2, r2, M2, θ2)，需要求解第三點(diǎn)(x3, r3, M3, θ3)時(shí)，可利用圖7示的過(guò)程進(jìn)行求解。在求解過(guò)程中，首先根據(jù)預(yù)估步對(duì)第三點(diǎn)進(jìn)行求解，然后對(duì)求解值進(jìn)行校正，獲得校正之后的第二點(diǎn)的坐標(biāo)、馬赫數(shù)和流動(dòng)方向角。預(yù)估步包括先求解(x3，r3)，U1 = SirT1(IZM1)μ 2=sin_1(l/M2)hftan [ Θ 丄+μ Jh2=tan [ θ 2-μ 2]根據(jù)差分方程有rg-r^h! (X3-X1)
r3-r2=h2 (χ3-χ2)兩式相減可得W {h2-hj x3+x1h1~x2h2求得第三點(diǎn)的坐標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種超聲速交匯流道的壁面確定方法，其特征在于，包括根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定出口邊界和兩個(gè)入口邊界；根據(jù)所述超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用二階連續(xù)曲線，確定所述超聲速交匯流道的兩個(gè)支流的內(nèi)壁面曲線；根據(jù)所述超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用特征線法，確定所述超聲速交匯流道與兩個(gè)所述支流的內(nèi)壁面曲線相對(duì)應(yīng)的外壁面曲線；根據(jù)所述超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用所述特征線法，確定所述超聲速交匯流道的總流道的上下壁面曲線；根據(jù)兩個(gè)所述支流部分的內(nèi)壁面曲線確定所述支流部分的內(nèi)壁面；根據(jù)所述外壁面曲線確定支流部分的外壁面；根據(jù)所述總流道的上下壁面曲線確定所述總流道的上下壁面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲速交匯流道的壁面確定方法，其特征在于，所述根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定出口邊界和兩個(gè)入口邊界的步驟包括使空氣流動(dòng)的方向垂直于空氣流動(dòng)所在位置處的所述出口邊界和兩個(gè)所述入口邊界。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲速交匯流道的壁面確定方法，其特征在于，確定所述出口邊界和兩個(gè)所述入口邊界之后，所述根據(jù)所述超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用所述二階連續(xù)曲線，確定所述超聲速交匯流道的兩條支流的內(nèi)壁面曲線的步驟包括根據(jù)空氣來(lái)流條件和兩個(gè)所述入口邊界的馬赫數(shù)分布，利用所述特征線法，確定兩個(gè)所述入口邊界的影響域及其流場(chǎng)參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲速交匯流道的壁面確定方法，其特征在于，確定所述入口影響域及其流場(chǎng)參數(shù)之后，所述根據(jù)所述超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用所述二階連續(xù)曲線，確定所述超聲速交匯流道的兩條支流的內(nèi)壁面曲線的步驟還包括根據(jù)兩個(gè)所述入口邊界的影響域及其流場(chǎng)參數(shù)，利用所述二階連續(xù)曲線，確定所述超聲速交匯流道的兩個(gè)支流部分的內(nèi)壁面曲線，其中，兩個(gè)所述支流的內(nèi)壁面曲線相交于交匯點(diǎn)，使所述內(nèi)壁面曲線在入口處的端點(diǎn)的切線方向與入口空氣的流動(dòng)方向相重合；所述交匯點(diǎn)的切線垂直于所述出口邊界，且該交匯點(diǎn)的切線與所述出口邊界的交點(diǎn)將所述出口邊界分為兩段，各線段長(zhǎng)度的比值等于各所述入口邊界的入口流量比值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲速交匯流道的壁面確定方法，其特征在于，確定所述內(nèi)壁面曲線之后，所述利用所述特征線法，確定所述超聲速交匯流道的與兩個(gè)所述支流部分的內(nèi)壁面曲線相對(duì)應(yīng)的對(duì)邊壁面曲線的步驟包括根據(jù)所述超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用所述特征線法，確定所述兩個(gè)支流部分的內(nèi)壁面影響域，其中，第一支流的內(nèi)壁面影響域的遠(yuǎn)離所述入口邊界的頂點(diǎn)與第一內(nèi)壁面曲線相交于第一點(diǎn)，第二支流的內(nèi)壁面影響域的遠(yuǎn)離所述入口邊界的頂點(diǎn)與第二內(nèi)壁面曲線相交于第二點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲速交匯流道的壁面確定方法，其特征在于，利用所述特征線法確定所述內(nèi)壁面影響域之后，所述利用所述特征線法，確定所述超聲速交匯流道的與兩個(gè)所述支流部分的內(nèi)壁面曲線相對(duì)應(yīng)的對(duì)邊壁面曲線的步驟還包括根據(jù)所述第一內(nèi)壁面曲線上的所述第一點(diǎn)到所述交匯點(diǎn)之間的馬赫數(shù)分布以及所述第二內(nèi)壁面曲線上的第二點(diǎn)到所述交匯點(diǎn)之間的馬赫數(shù)分布，利用所述特征線法，確定所述超聲速交匯流道的與兩個(gè)所述支流部分的內(nèi)壁面曲線各自相對(duì)應(yīng)的外壁面曲線，其中，兩個(gè)所述支流的空氣流在所述交匯點(diǎn)處的壓力相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲速交匯流道的壁面確定方法，其特征在于，確定所述外壁面曲線之后，所述根據(jù)所述超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用所述特征線法，確定所述超聲速交匯流道的總流道的上下壁面曲線的步驟包括 從所述交匯點(diǎn)做垂直于出口邊界的射線，并確定該射線上相應(yīng)的壓力分布，其中，射線的頂點(diǎn)處的壓力等于上游空氣流的壓力，出口處的壓力由設(shè)計(jì)出口壓力確定并求出所述射線上的壓力分布，最終確定所述交匯流道的所述總流道中的馬赫數(shù)分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲速交匯流道的壁面確定方法，其特征在于，確定所述射線的馬赫數(shù)分布之后，所述根據(jù)所述超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用所述特征線法，確定所述超聲速交匯流道的總流道的上下壁面曲線的步驟還包括 確定所述總流道中的馬赫數(shù)分布之后，利用所述特征線法和質(zhì)量守恒定律，確定所述超聲速交匯流道的總流道的上下壁面曲線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的超聲速交匯流道的壁面確定方法，其特征在于，所述特征線法包括預(yù)估步和校正步，該校正步根據(jù)所述預(yù)估步的結(jié)果進(jìn)行校正。
10.一種超聲速交匯流道，其特征在于，所述超聲速交匯流道包括位于上游的兩個(gè)支流流道和位于下游的總流道，兩個(gè)所述支流流道交匯后共同連接至所述總流道，所述兩個(gè)支流流道由內(nèi)壁面曲線和外壁面曲線確定，總流道由上下壁面曲線確定，其中，所述內(nèi)壁面曲線由超聲速交匯流道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束利用二階連續(xù)曲線確定；所述外壁面曲線由所述超聲速交匯流道的壁面的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束利用特征線法確定；所述上下壁面曲線由所述超聲速交匯流道的壁面的確定結(jié)構(gòu)的幾何約束利用所述特征線法確定。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種超聲速交匯流道及其壁面確定方法。該超聲速交匯流道的壁面確定方法包括根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定出口邊界和兩個(gè)入口邊界；根據(jù)超聲速交匯流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束，利用二階連續(xù)曲線，確定超聲速交匯流道的兩個(gè)支流的內(nèi)壁面曲線；利用特征線法，確定超聲速交匯流道與的內(nèi)壁面曲線相對(duì)應(yīng)的外壁面曲線；利用特征線法，確定超聲速交匯流道的總流道的上下壁面曲線；根據(jù)兩個(gè)支流部分的內(nèi)壁面曲線確定支流部分的內(nèi)壁面；根據(jù)外壁面曲線確定支流部分的外壁面；根據(jù)總流道的上下壁面曲線確定總流道的上下壁面。根據(jù)本發(fā)明的方法設(shè)計(jì)的超聲速交匯流道，可以保證流動(dòng)的全程均為超聲速，其流場(chǎng)均勻且總壓損失小。
文檔編號(hào)F15D1/00GK103032423SQ20121059176
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者趙玉新, 馬志成, 趙延輝 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)