本發(fā)明涉及馬赫數(shù)大于3的內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其是一種出口截面流場(chǎng)參可控的內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道基本流場(chǎng)設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)：

近十幾年來(lái)，內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道在高馬赫數(shù)(3<M<5)和高超聲速(M>5)吸氣式推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在傳統(tǒng)的內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道基本流場(chǎng)中，反射激波由水平的基本流場(chǎng)下邊界生成，這種情況下進(jìn)氣道對(duì)來(lái)流的壓縮過(guò)程主要有入口激波、等熵壓縮、反射激波和隔離段四個(gè)部分。由于設(shè)計(jì)原因，傳統(tǒng)的內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道基本流場(chǎng)上表面對(duì)反射激波并不能很好消波，這使得反射激波在隔離段內(nèi)繼續(xù)反射形成反射激波串，從而對(duì)進(jìn)氣道的氣動(dòng)性能帶來(lái)較大影響。此外，由于進(jìn)氣道流場(chǎng)結(jié)構(gòu)具有三維內(nèi)收縮特征，附面層在等熵壓縮段內(nèi)迅速累積再與反射激波相互干擾產(chǎn)生很強(qiáng)的二次流，使氣流的總壓恢復(fù)系數(shù)在隔離段內(nèi)迅速下降。

目前，南京航空航天大學(xué)張堃元老師團(tuán)隊(duì)在內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道研究比較深入。該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果表明，通過(guò)改變中心體半徑削弱反射波可使進(jìn)氣道的氣動(dòng)性能得到大幅提升，然而，該團(tuán)隊(duì)目前只是采用CFD方法，根據(jù)給定的基本流場(chǎng)下邊界形狀來(lái)確定反射激波，對(duì)反射激波還沒(méi)有更為準(zhǔn)確的控制方法研究。

近年來(lái)，該團(tuán)隊(duì)還提出了根據(jù)給定進(jìn)氣道出口流場(chǎng)參數(shù)分布來(lái)設(shè)計(jì)進(jìn)氣道型面的方法，但也僅限于二元情況。此外，廈門(mén)大學(xué)韓偉強(qiáng)利用喬文友發(fā)展的逆特征線法開(kāi)展了根據(jù)給定出口流場(chǎng)參數(shù)分布確定內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道基本流場(chǎng)的研究。這些方法至少要同時(shí)給定兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)，然后根據(jù)流量關(guān)系確定入射激波形狀，再根據(jù)等熵關(guān)系確定所有出口流場(chǎng)參數(shù)，最后應(yīng)用現(xiàn)有特征線方法確定整個(gè)流場(chǎng)參數(shù)分布及邊界形狀。初步來(lái)看，這些方法貌似可以直接設(shè)計(jì)內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道的基本流場(chǎng)，但是存在兩方面的問(wèn)題影響其在內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道設(shè)計(jì)中的應(yīng)用：

首先，在流場(chǎng)的三維效應(yīng)下，出口流場(chǎng)參數(shù)分布的存在性是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。在基本流場(chǎng)中，氣流經(jīng)過(guò)軸對(duì)稱(chēng)的等熵壓縮和激波壓縮，使得出口參數(shù)分布存在較強(qiáng)的非線性。這時(shí)，如果給定的出口參數(shù)分布不合理，計(jì)算很容易發(fā)散。因此如何給定出口參數(shù)分布還需要做進(jìn)一步研究。其次，在不考慮存在性的前提下，雖然根據(jù)出口參數(shù)完全確定基本流場(chǎng)的方法比較簡(jiǎn)便，但是該方法同時(shí)也限制了流場(chǎng)的壓縮規(guī)律，這對(duì)進(jìn)氣道兼顧起動(dòng)和抗反壓能力帶來(lái)一定困難。此外，流場(chǎng)的壓縮規(guī)律對(duì)附面層的發(fā)展也存在較大的影響，因此采用這種方法很難控制進(jìn)氣道的粘性損失，進(jìn)而很難控制反射激波與附面層的相互干擾。由此可知，如何根據(jù)出口參數(shù)分布來(lái)調(diào)節(jié)流場(chǎng)的壓縮規(guī)律又是一個(gè)限制該方法應(yīng)用的一大障礙。

基于以上兩方面的原因，根據(jù)出口參數(shù)分布設(shè)計(jì)基本流場(chǎng)的方法目前還僅限于二元進(jìn)氣道上，在內(nèi)轉(zhuǎn)式計(jì)進(jìn)氣道設(shè)計(jì)中的應(yīng)用還有待于進(jìn)一步深入研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有根據(jù)出口流場(chǎng)參數(shù)分布設(shè)計(jì)進(jìn)氣道型面方法存在的不足，提供一種可以控制進(jìn)氣道基本流場(chǎng)出口截面流場(chǎng)參數(shù)分布的內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道基本流場(chǎng)設(shè)計(jì)方法。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

1、一種出口截面流場(chǎng)參數(shù)可控的內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道基本流場(chǎng)設(shè)計(jì)方法，根據(jù)出口截面的一種流場(chǎng)參數(shù)分布來(lái)設(shè)計(jì)基本流場(chǎng)下邊界的形狀，所述方法首先根據(jù)反射激波頂點(diǎn)處的波后流場(chǎng)參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)可生成反射激波的氣動(dòng)型面，然后根據(jù)出口截面的一種流場(chǎng)參數(shù)分布來(lái)設(shè)計(jì)可將反射激波的波后依賴(lài)域出口下游流場(chǎng)參數(shù)調(diào)整至與出口截面流場(chǎng)參數(shù)分布一致的氣動(dòng)型面，這里反射激波頂點(diǎn)為反射激波與基本流場(chǎng)出口截面的交點(diǎn)，即基本流場(chǎng)出口截面的上邊界。

2、作為優(yōu)選方式，所述根據(jù)反射激波頂點(diǎn)處的波后流場(chǎng)參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)可生成反射激波的氣動(dòng)型面的設(shè)計(jì)方法為調(diào)節(jié)可生成反射激波的氣動(dòng)型面以控制反射激波的形狀，使反射激波頂點(diǎn)處的波后流場(chǎng)參數(shù)與出口截面上邊界的流場(chǎng)參數(shù)一致，具體包括如下步驟：

①采用三次曲線描述生成反射激波的氣動(dòng)型面，該曲線由反射激波起始點(diǎn)和人為給定控制點(diǎn)的位置和氣流方向角控制，其方程為y＝a₁·x³+b₁·x²+c₁·x+d₁，式中的系數(shù)可由這兩點(diǎn)的參數(shù)表達(dá)，c₁＝tan(θ_s)、d₁＝R_c，其中L、θ_s、θ_e、R_c和R_d分別為起始點(diǎn)與曲線控制點(diǎn)處的距離、起始點(diǎn)處的傾角、控制點(diǎn)處的傾角、起始點(diǎn)處的半徑、控制點(diǎn)處的半徑；

②給定L、θ_s、R_c和R_d，調(diào)節(jié)θ_e，或者給定θ_s、θ_e、R_c和R_d，調(diào)節(jié)L來(lái)修正曲線形狀，然后在基本流場(chǎng)等熵壓縮段產(chǎn)生的來(lái)流條件下，應(yīng)用特征線法確定該曲線生成的反射激波形狀及波后依賴(lài)域的流場(chǎng)參數(shù)分布；

③應(yīng)用割線法，對(duì)比②生成的反射激波頂點(diǎn)處的波后流場(chǎng)參數(shù)與出口截面上邊界處的目標(biāo)參數(shù)，并針對(duì)二者的差值調(diào)節(jié)θ_e或調(diào)節(jié)L，然后返回②重新計(jì)算，直到反射激波頂點(diǎn)處的波后流場(chǎng)參數(shù)與出口截面上邊界的流場(chǎng)參數(shù)一致時(shí)為止。

3、作為優(yōu)選方式，所述根據(jù)反射激波頂點(diǎn)處的波后流場(chǎng)參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)可生成反射激波的氣動(dòng)型面的設(shè)計(jì)方法為：在基本流場(chǎng)上邊界產(chǎn)生的流場(chǎng)中，直接給定反射激波的形狀，同時(shí)確保激波頂點(diǎn)處的波后流場(chǎng)參數(shù)與出口截面上邊界的流場(chǎng)參數(shù)一致，然后應(yīng)用給定激波反求型面的逆特征線法確定可生成該激波的物面，包括如下步驟：

①在基本流場(chǎng)上邊界上，將距離反射激波起始點(diǎn)軸向距離為l的點(diǎn)作為反射激波頂點(diǎn)，并將該點(diǎn)處的流場(chǎng)參數(shù)作為波前流場(chǎng)參數(shù)，根據(jù)出口截面流場(chǎng)參數(shù)分布確定該點(diǎn)的波后流場(chǎng)參數(shù)，再應(yīng)用激波關(guān)系式計(jì)算出該點(diǎn)處應(yīng)具有的反射激波角度；

②以反射激波起點(diǎn)和預(yù)估的反射激波頂點(diǎn)位置和激波角度為控制參數(shù)，并采用三次曲線構(gòu)造反射激波的形狀，曲線方程為y＝a₂·x³+b₂·x²+c₂·x+d₂，式中c₂＝tan(β_s)、

d₂＝R_c，其中l(wèi)為反射激波起始點(diǎn)至頂點(diǎn)的軸向距離，β_s、β_e、R_c和y_d分別為反射激波起始點(diǎn)處的激波角度、頂點(diǎn)處的激波角度、反射激波起始點(diǎn)處的半徑、頂點(diǎn)處的半徑，然后通過(guò)插值在等熵壓縮段流場(chǎng)上確定反射激波的波前流場(chǎng)參數(shù)，再應(yīng)用激波關(guān)系式計(jì)算出反射激波的波后流場(chǎng)參數(shù)；

③應(yīng)用逆特征線法求解可生成反射激波的氣動(dòng)型面和波后依賴(lài)域流場(chǎng)，若該氣動(dòng)型面存在，便終止計(jì)算，否則調(diào)節(jié)l修正反射激波頂點(diǎn)位置，并返回②重新計(jì)算；

4、根據(jù)出口截面的一種流場(chǎng)參數(shù)分布來(lái)設(shè)計(jì)可將反射激波的波后依賴(lài)域出口下游流場(chǎng)參數(shù)調(diào)整至與出口截面流場(chǎng)參數(shù)分布一致的氣動(dòng)型面的方法包括如下步驟：

①自反射激波頂點(diǎn)A₁開(kāi)始，以反射激波的波后依賴(lài)域出口邊界A₁A₂…A_n為初始邊界，并在該邊界上選定下游初始點(diǎn)A₁和上游初始點(diǎn)A₂，點(diǎn)A₂發(fā)出的流線與出口截面相交于待求解點(diǎn)B₁處，接著由點(diǎn)B₁逆向發(fā)出右行特征線與A₁A₂相交于點(diǎn)B₁’，聯(lián)立流線A₂B₁和特征線B₁’B₁上的相容方程以及出口截面上的流場(chǎng)參數(shù)分布規(guī)律確定點(diǎn)B₁的所有流場(chǎng)參數(shù)；

②以出口截面上的點(diǎn)B₁和反射激波的波后依賴(lài)域出口邊界A₃…A_n-1A_n為初始邊界，應(yīng)用逆特征線法求解出可得到點(diǎn)B₁的氣動(dòng)邊界形狀A(yù)_nB_n-1；

③以B₁B₂…B_n-1為初始邊界，繼續(xù)迭代步驟①和②得到可使反射激波的波后依賴(lài)域出口下游流場(chǎng)在出口截面處流場(chǎng)參數(shù)分布與給定條件一致的氣動(dòng)型面。

5、作為優(yōu)選方式，所述的流場(chǎng)參數(shù)指壓力、馬赫數(shù)、密度、溫度、速度大小或方向。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明只需對(duì)出口截面處的一個(gè)參數(shù)進(jìn)行約束，與上游來(lái)流的流場(chǎng)參數(shù)不會(huì)出現(xiàn)過(guò)約束情況，也不會(huì)約束基本流場(chǎng)的壓縮規(guī)律，使進(jìn)氣道設(shè)計(jì)方法的靈活進(jìn)一步提升；對(duì)出口截面處流場(chǎng)參數(shù)分布的約束較少，擴(kuò)大了給定流場(chǎng)參數(shù)的給定范圍?？刂品瓷浼げ旤c(diǎn)處流場(chǎng)參數(shù)時(shí)便可有效控制反射激波在進(jìn)氣道隔離段內(nèi)的反射，同時(shí)也有利于削弱反射激波與附面層相互干擾的強(qiáng)度，從而有利于提升進(jìn)氣道的氣動(dòng)性能。

附圖說(shuō)明

圖1為基本流場(chǎng)結(jié)構(gòu)及進(jìn)氣道構(gòu)型。

圖2為通過(guò)調(diào)節(jié)氣動(dòng)型面確定反射激波形狀的求解原理圖。

圖3為通過(guò)給定反射激波形狀求解氣動(dòng)型面的求解原理圖。

圖4為出口截面上待求解點(diǎn)的特征線法求解原理。

圖5為根據(jù)出口截面流場(chǎng)參數(shù)分布確定邊界的特征線推進(jìn)原理。

圖6為進(jìn)氣道基本流場(chǎng)結(jié)構(gòu)。

圖7為進(jìn)氣道迎風(fēng)面唇口型線。

圖8為經(jīng)粘性修正后的進(jìn)氣道型面和近壁流線分布。

其中1表示可生成入射激波的邊界、2為基本流場(chǎng)等熵壓縮段上邊界、3為反射激波的波后依賴(lài)域的出口邊界、4為基本流場(chǎng)的反射激波、5為反射激波的頂點(diǎn)、6為基本流場(chǎng)的出口截面、7為基本流場(chǎng)等熵壓縮下邊界、8為可生成反射激波的邊界、9為入射激波的波后依賴(lài)域的出口邊界、10為基本流場(chǎng)的入射激波、11代表應(yīng)用該基本流場(chǎng)生成的進(jìn)氣道無(wú)粘型面、12為人為給定的控制點(diǎn)、13中心體、14為軸線、15為使點(diǎn)B1流場(chǎng)參數(shù)滿(mǎn)足要求的流線、16為基本流場(chǎng)進(jìn)口、17為進(jìn)氣道迎風(fēng)面唇口型線、18為吻切面位置。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

如圖1，出口截面部分流場(chǎng)參數(shù)可控的內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道基本流場(chǎng)設(shè)計(jì)方法，是一種可以兼顧基本流場(chǎng)中沿可生成入射激波的邊界1、基本流場(chǎng)等熵壓縮段上邊界2上的壓縮規(guī)律(壓力或馬赫數(shù)分布規(guī)律)和基本流場(chǎng)的出口截面6的流場(chǎng)參數(shù)分布的內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道基本流場(chǎng)設(shè)計(jì)方法，即在基本流場(chǎng)中沿可生成入射激波的邊界1和基本流場(chǎng)等熵壓縮段上邊界2上的壓縮規(guī)律產(chǎn)生的流場(chǎng)分布下，只需給定基本流場(chǎng)的出口截面6的一種流場(chǎng)參數(shù)分布(所述的流場(chǎng)參數(shù)指壓力、馬赫數(shù)、密度、溫度、速度大小或方向)便可確定內(nèi)轉(zhuǎn)式進(jìn)氣道基本流場(chǎng)的氣動(dòng)型面下邊界，包括可生成反射激波的邊界8和基本流場(chǎng)等熵壓縮下邊界7。

因此，本發(fā)明實(shí)施的前提是在給定沿可生成入射激波的邊界1和基本流場(chǎng)等熵壓縮段上邊界2的壓縮規(guī)律的條件下，確定基本流場(chǎng)的反射激波4的波前流場(chǎng)參數(shù)分布，具體方法為：根據(jù)給定的沿程壓縮規(guī)律，用特征線法確定基本流場(chǎng)的入射激波10的形狀、可生成入射激波10的邊界1和入射激波10的波后依賴(lài)域流場(chǎng)(可生成入射激波的邊界1、入射激波的波后依賴(lài)域的出口邊界9和基本流場(chǎng)的入射激波10圍成的區(qū)域)，然后繼續(xù)應(yīng)用特征線法根據(jù)給定的沿程壓縮規(guī)律確定基本流場(chǎng)等熵壓縮段上邊界2和等熵壓縮段流場(chǎng)(入射激波的波后依賴(lài)域的出口邊界9、基本流場(chǎng)等熵壓縮段上邊界2和基本流場(chǎng)的反射激波4圍城的區(qū)域)，該區(qū)域即為確定基本流場(chǎng)的反射激波4的波前流場(chǎng)。

下面給定基本流場(chǎng)中沿可生成入射激波的邊界1和基本流場(chǎng)等熵壓縮段上邊界2上的壓縮規(guī)律以及基本流場(chǎng)的出口截面6的流場(chǎng)參數(shù)分布，確定基本流場(chǎng)可生成反射激波的邊界8和基本流場(chǎng)等熵壓縮下邊界7的氣動(dòng)型面，具體實(shí)施步驟如下。

實(shí)施例1

1、如圖2，所述根據(jù)反射激波的頂點(diǎn)5處波后流場(chǎng)參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)可生成反射激波4的邊界8的設(shè)計(jì)方法為調(diào)節(jié)可生成基本流場(chǎng)的反射激波4的邊界8以控制基本流場(chǎng)的反射激波4的形狀，使反射激波的頂點(diǎn)5處的波后流場(chǎng)參數(shù)與基本流場(chǎng)的出口截面6上邊界的流場(chǎng)參數(shù)一致，具體包括如下步驟：

①如圖2，采用三次曲線描述生成反射激波的邊界8，該曲線由基本流場(chǎng)的反射激波4的起始點(diǎn)和人為給定的控制點(diǎn)12的位置和氣流方向角控制，曲線控制方程為y＝a₁·x³+b₁·x²+c₁·x+d₁，式中的系數(shù)可由這兩點(diǎn)的參數(shù)表達(dá)，c₁＝tan(θ_s)、d₁＝R_c，其中L、θ_s、θ_e、R_c和R_d分別為起始點(diǎn)與曲線控制點(diǎn)處的距離、起始點(diǎn)處的傾角、人為給定控制點(diǎn)12處的傾角、起始點(diǎn)處的半徑、人為給定控制點(diǎn)12處的半徑；

②給定L、θ_s、R_c和R_d，調(diào)節(jié)θ_e，或者給定θ_s、θ_e、R_c和R_d，調(diào)節(jié)L來(lái)修正可生成反射激波的邊界8形狀，然后在基本流場(chǎng)等熵壓縮段上邊界2產(chǎn)生的來(lái)流條件下，應(yīng)用可生成反射激波的邊界8生成基本流場(chǎng)的反射激波4；

③應(yīng)用割線法，對(duì)比②生成的反射激波頂點(diǎn)5處波后流場(chǎng)參數(shù)與基本流場(chǎng)的出口截面6上邊界目標(biāo)參數(shù)，并針對(duì)二者差值來(lái)調(diào)節(jié)θ_e或調(diào)節(jié)L，然后返回②重新計(jì)算，直到反射激波的頂點(diǎn)5處的波后流場(chǎng)參數(shù)與基本流場(chǎng)的出口截面6上邊界的流場(chǎng)參數(shù)一致時(shí)為止。

2、根據(jù)基本流場(chǎng)的出口截面6的一種流場(chǎng)參數(shù)分布設(shè)計(jì)可將反射激波的波后依賴(lài)域出口3下游流場(chǎng)參數(shù)調(diào)整至與基本流場(chǎng)的出口截面6流場(chǎng)參數(shù)分布一致的氣動(dòng)型面，具體步驟如下：

①如圖4，自反射激波頂點(diǎn)A₁開(kāi)始，出口截面附近待求解點(diǎn)的特征線法推進(jìn)以反射激波的波后依賴(lài)域出口邊界3為初始邊界，并在該邊界上選定下游初始點(diǎn)A₁和上游初始點(diǎn)A₂，點(diǎn)A₂發(fā)出的使點(diǎn)B1流場(chǎng)參數(shù)滿(mǎn)足要求的流線15與基本流場(chǎng)的出口截面6相交于待求解點(diǎn)B₁處，接著由點(diǎn)B₁逆向發(fā)出右行特征線與A₁A₂相交于點(diǎn)B₁’，聯(lián)立流線A₁B₁和特征線B₁’B₁上的相容方程以及基本流場(chǎng)的出口截面6上的流場(chǎng)參數(shù)分布規(guī)律確定點(diǎn)B₁的所有流場(chǎng)參數(shù)；

②如圖5，以出口截面上的點(diǎn)B₁和反射激波的波后依賴(lài)域出口邊界A₃…A_n-1A_n為初始邊界，應(yīng)用逆特征線法求解出可得到點(diǎn)B₁的氣動(dòng)邊界形狀A(yù)_nB_n-1；

③重復(fù)步驟①和②得使反射激波的波后依賴(lài)域出口邊界3下游流場(chǎng)在基本流場(chǎng)的出口截面6處流場(chǎng)參數(shù)分布與給定條件一致的氣動(dòng)型面。

所述的流場(chǎng)參數(shù)指壓力、馬赫數(shù)、密度、溫度、速度大小或方向中的一種參數(shù)。

3、將各區(qū)域流場(chǎng)參數(shù)拼接起來(lái)得到如圖6所示的基本流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，然后給定如圖6所示的進(jìn)氣道迎風(fēng)面唇口型線17，通過(guò)流線追蹤得到應(yīng)用基本流場(chǎng)生成的進(jìn)氣道無(wú)粘氣動(dòng)型面11，經(jīng)粘性修正之后再采用數(shù)值模擬得到進(jìn)氣道的三維流線和壁面附近流線分布如圖8所示。

在工作馬赫6的條件下，給定基本流場(chǎng)中心體12半徑與基本流場(chǎng)進(jìn)口16半徑之比0.2，進(jìn)氣道沿程壓縮規(guī)律(樣條分布)，起始?jí)嚎s角度4°，經(jīng)入射激波和等熵壓縮后來(lái)流馬赫數(shù)降至4.25，出口參數(shù)給定速度方向角度(0°)，可生成反射激波的型面采用三次多項(xiàng)式控制，調(diào)節(jié)該型面使反射激波頂點(diǎn)處的速度方向角也為0°。應(yīng)用本發(fā)明提出的根據(jù)基本流場(chǎng)的出口截面6的流場(chǎng)參數(shù)(在此為速度方向角度)確定可生成反射激波的邊界8和基本流場(chǎng)等熵壓縮下邊界7。應(yīng)用流線追蹤方法得到進(jìn)氣道的無(wú)粘型面，經(jīng)粘性修正后的進(jìn)氣道總收縮比6.47，內(nèi)收縮比為2.18。經(jīng)數(shù)值模擬得到的結(jié)果見(jiàn)圖8，由進(jìn)氣道近壁流線的分布可知，雖然反射激波依舊與前方低能流相互干擾產(chǎn)生二次流，但流線并沒(méi)有出現(xiàn)較大程度的匯聚而導(dǎo)致分離。計(jì)算得到的進(jìn)氣道喉道馬赫數(shù)3.22，壓比21.7，總壓恢復(fù)系數(shù)0.77；出口馬赫數(shù)3.01，壓比24.0，總壓恢復(fù)系數(shù)0.660。

實(shí)施例2

1、如圖3，所述根據(jù)反射激波的頂點(diǎn)5處波后流場(chǎng)參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)可生成反射激波的邊界8的設(shè)計(jì)方法為在基本流場(chǎng)等熵壓縮段上邊界2產(chǎn)生的流場(chǎng)中，直接給定基本流場(chǎng)的反射激波4的形狀，同時(shí)確保反射激波的頂點(diǎn)5處的波后流場(chǎng)參數(shù)與基本流場(chǎng)的出口截面6上邊界的流場(chǎng)參數(shù)一致，然后應(yīng)用給定激波反求型面的逆特征線法確定可生成該激波的物面，包括如下步驟：

①在基本流場(chǎng)上邊界，將距離反射激波起始點(diǎn)橫向距離為l的點(diǎn)作為反射激波的頂點(diǎn)5，并將該點(diǎn)處的流場(chǎng)參數(shù)為波前流場(chǎng)參數(shù)，根據(jù)出口截面流場(chǎng)參數(shù)分布給定該點(diǎn)的波后流場(chǎng)參數(shù)，再應(yīng)用激波關(guān)系式計(jì)算出該點(diǎn)處應(yīng)具有的反射激波角度；

②如圖3，以反射激波起點(diǎn)和預(yù)估的反射激波頂點(diǎn)位置和激波角度為控制參數(shù)，并采用三次曲線構(gòu)造反射激波的形狀，y＝a₂·x³+b₂·x²+c₂·x+d₂，式中c₂＝tan(β_s)、d₂＝R_c，其中l(wèi)為反射激波起始點(diǎn)至反射激波的頂點(diǎn)5的軸向距離，β_s、β_e、R_c和y_d分別為反射激波起始點(diǎn)處的激波角度、頂點(diǎn)處的激波角度、反射激波起始點(diǎn)處的半徑、頂點(diǎn)處的半徑，然后通過(guò)插值在等熵壓縮段流場(chǎng)上確定反射激波的波前流場(chǎng)參數(shù)，再應(yīng)用激波關(guān)系式計(jì)算出反射激波的波后流場(chǎng)參數(shù)；

③應(yīng)用逆特征線法求解可生成反射激波的邊界8和波后依賴(lài)域(反射激波的波后依賴(lài)域出口邊界3、基本流場(chǎng)的反射激波4和可生成反射激波的邊界8所圍成的區(qū)域)流場(chǎng)，若該氣動(dòng)型面存在，便終止計(jì)算，否則調(diào)節(jié)l修正反射激波的頂點(diǎn)5的位置，并返回②重新計(jì)算；

2、根據(jù)基本流場(chǎng)的出口截面6的一種流場(chǎng)參數(shù)分布設(shè)計(jì)可將反射激波的波后依賴(lài)域出口邊界3下游流場(chǎng)參數(shù)調(diào)整至與基本流場(chǎng)的出口截面6流場(chǎng)參數(shù)分布一致的氣動(dòng)型面，具體步驟如下：

①如圖4，自反射激波頂點(diǎn)A₁開(kāi)始，出口截面附近待求解點(diǎn)的特征線法推進(jìn)以反射激波的波后依賴(lài)域出口邊界3為初始邊界，并在該邊界上選定下游初始點(diǎn)A₁和上游初始點(diǎn)A₂，點(diǎn)A₂發(fā)出的使點(diǎn)B1流場(chǎng)參數(shù)滿(mǎn)足要求的流線15與基本流場(chǎng)的出口截面6相交于待求解點(diǎn)B₁處，接著由點(diǎn)B₁逆向發(fā)出右行特征線與A₁A₂相交于點(diǎn)B₁’，聯(lián)立流線A₁B₁和特征線B₁’B₁上的相容方程以及基本流場(chǎng)的出口截面6上的流場(chǎng)參數(shù)分布規(guī)律確定點(diǎn)B₁的所有流場(chǎng)參數(shù)；

②如圖5，以出口截面上的點(diǎn)B₁和反射激波的波后依賴(lài)域出口邊界A₃…A_n-1A_n為初始邊界，應(yīng)用逆特征線法求解出可得到點(diǎn)B₁的氣動(dòng)邊界形狀A(yù)_nB_n-1；

③以B₁B₂…B_n-1為初始邊界，重復(fù)步驟①和②得到可使反射激波的波后依賴(lài)域出口3下游流場(chǎng)在基本流場(chǎng)的出口截面6處流場(chǎng)參數(shù)分布與給定條件一致的氣動(dòng)型面。

所述的流場(chǎng)參數(shù)指壓力、馬赫數(shù)、密度、溫度、速度大小或方向中的一種參數(shù)。

3、將各區(qū)域流場(chǎng)參數(shù)拼接起來(lái)得到如圖6所示的基本流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，然后給定如圖7所示的進(jìn)氣道迎風(fēng)面唇口型線17，通過(guò)流線追蹤得到進(jìn)氣道的氣動(dòng)型面，經(jīng)粘性修正后的進(jìn)氣道型面和近壁流線分布如圖8所示。

上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。