專利名稱：蛇形進氣道主動流動控制計算方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及航空氣動力實驗技術(shù)領域，特別是涉及蛇形進氣道主動流動控制計算方法。
背景技術(shù)：
為滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭對無人戰(zhàn)斗機高隱身性能的要求，近年來，蛇形進氣道的設計和性能研究受到了有關方面的高度重視。采用蛇形進氣道可以對發(fā)動機進口端面進行全遮擋，從而大大降低飛行器的雷達散射截面，若同時在進氣道唇口和通道內(nèi)的適當位置涂敷吸波材料可以獲得很好的隱身效果，但研究表明，由于蛇形進氣道的長度比較短、偏距比較大，進氣道邊界層氣流極易發(fā)生分離，而分離會顯著降低總壓恢復性能，增加發(fā)動機進口流場畸變，進而大大減小凈推力，甚至會引起發(fā)動機失速。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對改善進氣道內(nèi)流特性而開發(fā)的一種蛇形進氣道主動流動控制計算方法，其目的是研究向進氣道內(nèi)射入少量高速氣流，增加邊界層能量，減緩或者消除流動分離形成，提高進氣道性能。采用的技術(shù)方案是
蛇形進氣道主動流動控制計算方法，包括進氣道內(nèi)流流場求解器、微質(zhì)量射流流動控制計算模塊、基于外部文件射流參數(shù)定義模塊、微質(zhì)量射流流動控制前處理模塊。其計算方法為下列步驟
(1)蛇形進氣道基本網(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)射流流動控制計算模塊參數(shù)設計，編寫微質(zhì)量射流流動控制計算模塊，并嵌入流場求解器，設置相應參數(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，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)運行微質(zhì)量射流前處理程序，作好運行微質(zhì)量射流流動控制前處理子程序，實現(xiàn)射流控制的前處理工作；
(6)運行流場求解器，運行基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格流場求解器，實現(xiàn)對蛇形進氣道微質(zhì)量射流流動控制效能的數(shù)值模擬；
(7)流場后處理，流場后處理可視化。本發(fā)明避免了傳統(tǒng)計算在大量射流孔位置設置邊界條件及射流條件變化而導致需要生成不同網(wǎng)格的煩瑣勞動，提高了計算效率。
圖1是本發(fā)明的技術(shù)流程圖。
具體實施例方式蛇形進氣道主動流動控制計算方法，包括進氣道內(nèi)流流場求解器、微質(zhì)量射流流動控制計算模塊、基于外部文件射流參數(shù)定義模塊、微質(zhì)量射流流動控制前處理模塊。參見附圖1所示，流動控制具體方法如下
(1)預先生成蛇形進氣道基本網(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)射流流動控制計算模塊參數(shù)設計，編寫微質(zhì)量射流流動控制計算模塊，并嵌入流場求解器，設置相應參數(shù)；
(3)基于外部文件射流孔參數(shù)定義，包括坐標、位置、射流方向，來流大致方向，射流孔所在壁面法向等，標定射流孔所在壁面上網(wǎng)格節(jié)點在射流孔內(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，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)運行微質(zhì)量射流前處理程序，作好運行微質(zhì)量射流流動控制前處理子程序，實現(xiàn)射流控制的前處理工作；
(6)運行流場求解器，運行基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格流場求解器，實現(xiàn)對蛇形進氣道微質(zhì)量射流流動控制效能的數(shù)值模擬；
(7)流場后處理，流場后處理可視化。
權(quán)利要求
1.蛇形進氣道主動流動控制計算方法，包括進氣道內(nèi)流流場求解器、微質(zhì)量射流流動控制計算模塊、基于外部文件射流參數(shù)定義模塊、微質(zhì)量射流流動控制前處理模塊，其特征在于計算方法為下列步驟1)蛇形進氣道基本網(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)射流流動控制計算模塊參數(shù)設計，編寫微質(zhì)量射流流動控制計算模塊，并嵌入流場求解器，設置相應參數(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，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)運行微質(zhì)量射流前處理程序，作好運行微質(zhì)量射流流動控制前處理子程序，實現(xiàn)射流控制的前處理工作；6)運行流場求解器，運行基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格流場求解器，實現(xiàn)對蛇形進氣道微質(zhì)量射流流動控制效能的數(shù)值模擬；7)流場后處理，流場后處理可視化。
全文摘要
蛇形進氣道主動流動控制計算方法，包括進氣道內(nèi)流流場求解器、微質(zhì)量射流流動控制計算模塊、基于外部文件射流參數(shù)定義模塊、微質(zhì)量射流流動控制前處理模塊。在生成蛇形進氣道基本網(wǎng)格前提下，通過外部文件模塊定義射流孔位置和半徑，并定義射流邊界條件參數(shù)。運行微質(zhì)量射流的前處理子程序模塊，進行進氣道內(nèi)流場計算以模擬微質(zhì)量射流流動控制效能。本發(fā)明計算流程簡單，利用該項技術(shù)開展了大量的算例計算，與有關文獻對比分析，證明計算結(jié)果準確可靠，可用于工程設計輔助分析。
文檔編號G06F17/50GK103020365SQ20121055344
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者趙振山, 林國棟, 李家宏, 付亞賢, 馬曉光, 廖虹, 陳通, 王旭東, 趙綠波, 程雅君 申請人:中國航空工業(yè)集團公司沈陽空氣動力研究所