專利名稱：超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空氣動力設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
超聲速流動方向的改變必然伴隨馬赫波的輻射,若超聲速流道突然轉(zhuǎn)彎或轉(zhuǎn)彎曲率過大就會出現(xiàn)明顯的激波結(jié)構(gòu)，激波結(jié)構(gòu)不僅帶來流動的總壓損失還會與壁面邊界層相互作用形成復(fù)雜的分離區(qū)結(jié)構(gòu)，極大地惡化超聲速流道的氣動性能。文獻(xiàn)《氣體動力學(xué)》(童秉剛，高等教育出版社，1989)公開了一種超聲速噴管設(shè)計(jì)方法，步驟如下1.根據(jù)收縮比和長徑比的要求，設(shè)計(jì)亞聲速段曲線；2.根據(jù)亞聲速段曲線確定喉部的超聲速初值線；3.根據(jù)超聲速初值線和一定的理論公式確定超聲速段的馬赫數(shù)分布；4.根據(jù)超聲速段的馬赫數(shù)分布確定超聲速段壁面。該種方法中必須設(shè)計(jì)亞聲速區(qū)，且一般為二維或軸對稱結(jié)構(gòu)，如果需要流動轉(zhuǎn)彎，就會出現(xiàn)集中的膨脹和壓縮波，曲率過大就會產(chǎn)生激波，內(nèi)部流場參數(shù)無法控制，對超聲速流場品質(zhì)造成不利的影響，此外，現(xiàn)有技術(shù)中也并無超聲速無激波轉(zhuǎn)彎流道的設(shè)計(jì)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法，能夠獲得全流場無激波的超聲速流道，為超聲速風(fēng)洞、超聲速引射器、超聲速飛行器的氣動與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供更好的流場環(huán)境。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法，包括根據(jù)超聲速流道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定超聲速流道壁面曲線的入口邊界；根據(jù)超聲速流道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定超聲速流道的單邊壁面曲線；利用特征線法確定對應(yīng)于單邊壁面曲線的對邊壁面曲線；根據(jù)出口流場參數(shù)要求確定對邊壁面曲線下游的超聲速流道壁面曲線。進(jìn)一步地，入口邊界包括第一入口邊界點(diǎn)和第二入口邊界點(diǎn)，根據(jù)超聲速流道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定超聲速流道的入口邊界還包括根據(jù)入口邊界的馬赫數(shù)和流動方向角確定入口邊界的入口影響域，根據(jù)第一入口邊界點(diǎn)和第二入口邊界點(diǎn)利用特征線法確定入口影響域的頂點(diǎn)。進(jìn)一步地，根據(jù)超聲速流道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定超聲速流道的單邊壁面曲線包括根據(jù)出口幾何約束，確定對應(yīng)于第一入口邊界點(diǎn)的第一出口邊界點(diǎn)，并確定第一入口邊界點(diǎn)和第一出口邊界點(diǎn)之間的單邊壁面曲線。進(jìn)一步地，根據(jù)超聲速流道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定超聲速流道的單邊壁面曲線還包括根據(jù)單邊壁面曲線上的第一入口邊界點(diǎn)和入口影響域的頂點(diǎn)之間形成的特征線以及單邊壁面曲線利用特征線法確定單邊壁面曲線上的中間點(diǎn)；利用特征線法求解單邊壁面曲線上的第一入口邊界點(diǎn)、該中間點(diǎn)和入口影響域的頂點(diǎn)所形成的區(qū)域流場的馬赫數(shù)和流動方向角。進(jìn)一步地，在確定入口邊界點(diǎn)、該中間點(diǎn)和入口影響域的頂點(diǎn)所形成的區(qū)域流場的馬赫數(shù)和流動方向角之后，根據(jù)超聲速流道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定超聲速流道的單邊壁面曲線還包括根據(jù)該區(qū)域流場的馬赫數(shù)和流動方向角確定第一入口邊界點(diǎn)與該中間點(diǎn)的馬赫數(shù)分布；根據(jù)出口馬赫數(shù)設(shè)計(jì)確定單邊壁面曲線的第一出口邊界點(diǎn)的馬赫數(shù)；利用二階連續(xù)曲線將單邊壁面曲線的第一入口邊界點(diǎn)、第一出口邊界點(diǎn)以及單邊壁面曲線上的中間點(diǎn)的馬赫數(shù)分布連接起來，形成單邊壁面曲線的馬赫數(shù)分布曲線。進(jìn)一步地，利用特征線法確定對應(yīng)于單邊壁面曲線的對邊壁面曲線包括根據(jù)入口邊界的第二入口邊界點(diǎn)和單邊壁面曲線的第一出口邊界點(diǎn)利用特征線法確定位于對邊壁面曲線上的中間點(diǎn)；根據(jù)單邊壁面曲線的中間點(diǎn)與單邊壁面曲線的第一出口邊界點(diǎn)之間的曲線，利用特征線法確定第二入口邊界點(diǎn)與對邊壁面曲線上的中間點(diǎn)之間的曲線。進(jìn)一步地，根據(jù)單邊壁面曲線的中間點(diǎn)與單邊壁面曲線的第一出口邊界點(diǎn)之間的曲線，利用特征線法確定第二入口邊界點(diǎn)與對邊壁面曲線上的中間點(diǎn)之間的曲線之后，利用特征線法確定對應(yīng)于單邊壁面曲線的對邊壁面曲線還包括根據(jù)第二入口邊界點(diǎn)與單邊壁面曲線上的中間點(diǎn)之間的曲線馬赫數(shù)和流動方向角，利用特征線法確定第一出口邊界點(diǎn)與對邊壁面曲線上的中間點(diǎn)之間的曲線。進(jìn)一步地，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定超聲速流道壁面曲線包括根據(jù)出口設(shè)計(jì)要求確定第二出口邊界點(diǎn)以及位于第一出口邊界點(diǎn)和第二出口邊界點(diǎn)之間的出口邊界，并利用特征線法確定出口邊界的馬赫數(shù)和流動方向角。進(jìn)一步地，利用特征線法確定出口邊界的馬赫數(shù)和流動方向角之后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定超聲速流道壁面曲線還包括根據(jù)第一出口邊界點(diǎn)與單邊壁面曲線上的中間點(diǎn)之間的曲線和出口邊界的馬赫數(shù)和流動方向角，利用特征線法確定第二出口邊界點(diǎn)與對邊壁面曲線的中間點(diǎn)之間的壁面曲線坐標(biāo)、馬赫數(shù)和流動方向角。進(jìn)一步地，在確定超聲速流道壁面曲線之后還包括根據(jù)超聲速流道設(shè)計(jì)要求，利用超聲速流道壁面曲線形成超聲速流道。進(jìn)一步地，根據(jù)超聲速流道設(shè)計(jì)要求，利用超聲速流道壁面曲線形成超聲速流道包括根據(jù)氣體流動類型選擇超聲速流道的生成方式，當(dāng)氣體為二維流動時，將超聲速流道壁面曲線沿垂直其自身方向拉伸，形成超聲速矩形截面流道；當(dāng)氣體為三維流動時，根據(jù)超聲速流道壁面曲線的坐標(biāo)確定對稱軸，超聲速流道壁面曲線繞對稱軸旋轉(zhuǎn)，形成超聲速環(huán)形截面流道。進(jìn)一步地，特征線法包括預(yù)估步和校正步，校正步根據(jù)預(yù)估步的結(jié)果進(jìn)行校正。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法包括根據(jù)超聲速流道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定超聲速流道的入口邊界；根據(jù)超聲速流道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定超聲速流道的單邊壁面曲線；利用特征線法確定對應(yīng)于單邊壁面曲線的對邊壁面曲線；根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定超聲速流道壁面曲線。根據(jù)本方法設(shè)計(jì)的超聲速流道，從入口至出口均為超聲速區(qū)，因此，保證全流場為超聲速流場，根據(jù)特征線法確定的超聲速流道壁面曲線，能夠形成無激波轉(zhuǎn)彎的超聲速流道，使流體可自由轉(zhuǎn)彎，避免了流體在流動過程中形成集中的膨脹和壓縮波，提高了流場質(zhì)量。


構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法的入口邊界的示意圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法形成入口影響域的示意圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法形成單邊壁面曲線的示意圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法形成單邊壁面曲線的中間點(diǎn)的不意圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法形成的單邊壁面曲線的馬赫數(shù)分布曲線示意圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法形成的至對邊壁面曲線的中間點(diǎn)的曲線示意圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法的出口邊界的馬赫數(shù)分布曲線示意圖；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法的出口邊界的流動方向角分布曲線示意圖；以及圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法的超聲速流道壁面曲線示意圖；以及
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法的特征線法求解示意圖。
具體實(shí)施例方式下文中將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，超聲速轉(zhuǎn)彎流道通過以下方法獲得。如圖1所示，首先根據(jù)超聲速轉(zhuǎn)彎流道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求即出口流場參數(shù)的幾何約束確定超聲速流道壁面曲線的入口邊界AB，其中A為入口邊界AB的第二入口邊界點(diǎn)，B為入口邊界AB的第一入口邊界點(diǎn)。然后根據(jù)入口邊界AB的第二入口邊界點(diǎn)A和第一入口邊界點(diǎn)B的坐標(biāo)、馬赫數(shù)和流動方向角，利用特征線法確定入口影響域的頂點(diǎn)C的坐標(biāo)以及該頂點(diǎn)C的馬赫數(shù)和流動方向角。之后根據(jù)第二入口邊界點(diǎn)A和第一入口邊界點(diǎn)B之間的各點(diǎn)的坐標(biāo)、馬赫數(shù)和流動方向角，確定AC之間的曲線和BC之間的曲線，最終確定入口影響域ABC的區(qū)域流場的馬赫數(shù)和流動方向角，如圖2所示。如圖3所示，在入口影響域ABC確定之后，根據(jù)出口設(shè)計(jì)要求的幾何約束，確定對應(yīng)于第一入口邊界點(diǎn)B的第一出口邊界點(diǎn)E，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求的幾何約束確定單邊壁面曲線BE。如圖4所示，在確定單邊壁面曲線BE之后，根據(jù)左行特征線BC和單邊壁面曲線BE的馬赫數(shù)和流動方向角和坐標(biāo)利用特征線法求解右行特征線CD，右行特征線CD的其中一個邊界點(diǎn)D點(diǎn)位于單邊壁面曲線BE上，形成單邊壁面曲線BE的中間點(diǎn)(位于B和E兩點(diǎn)之間曲線上的點(diǎn))。根據(jù)左行特征線BC和單邊壁面曲線BE的馬赫數(shù)和流動方向角利用特征線法確定BCD的區(qū)域流場的馬赫數(shù)和流動方向角。
如圖5所示，在確定BCD的區(qū)域流場的馬赫數(shù)和流動方向角后，確定單邊壁面曲線上的BD段的馬赫數(shù)分布曲線，并將其標(biāo)示為橫坐標(biāo)為弧長S，縱坐標(biāo)為馬赫數(shù)Ma的曲線圖，然后根據(jù)出口馬赫數(shù)的設(shè)計(jì)要求確定第一出口邊界點(diǎn)E的馬赫數(shù)，利用二階連續(xù)曲線將BD和DE之間的馬赫數(shù)分布連接起來，形成S-Ma坐標(biāo)系，將單邊壁面曲線BE的馬赫數(shù)分布曲線表示為光滑曲線。如圖6所示，在確定單邊壁面曲線BE的馬赫數(shù)分布曲線之后，根據(jù)入口邊界的第二入口邊界點(diǎn)A和單邊壁面曲線BE的第一出口邊界點(diǎn)E的坐標(biāo)、馬赫數(shù)和流動方向角，利用特征線法確定位于對邊壁面曲線上的中間點(diǎn)F的坐標(biāo)、馬赫數(shù)和流動方向角，然后根據(jù)單邊壁面曲線BE的中間點(diǎn)D與單邊壁面曲線BE的第一出口邊界點(diǎn)E之間的曲線坐標(biāo)，以及曲線上的各點(diǎn)的馬赫數(shù)和流動方向角，利用特征線法確定第二入口邊界點(diǎn)A與對邊壁面曲線上的中間點(diǎn)F之間的曲線AF，以及該曲線AF上各點(diǎn)的馬赫數(shù)和流動方向角。然后根據(jù)第二入口邊界點(diǎn)A與單邊壁面曲線BE上的中間點(diǎn)D之間的曲線AD的坐標(biāo)、馬赫數(shù)和流動方向角，利用特征線法確定第一出口邊界點(diǎn)E與對邊壁面曲線上的中間 點(diǎn)F之間的曲線EF的坐標(biāo)、馬赫數(shù)和流動方向角。其中曲線AD的馬赫數(shù)和流動方向角可以利用特征線法進(jìn)行求解。如此可以確定部分對邊壁面曲線AF以及ACDEF區(qū)域流暢的馬赫數(shù)和流動方向角的分布狀況。如圖7和圖8所示，在部分對邊壁面曲線AF確定之后，需要根據(jù)出口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求確定滿足超聲速流場設(shè)計(jì)的出口邊界EG，以及該出口邊界EG的馬赫數(shù)和流動方向角沿弧長S方向的分布曲線。如圖9所示,在確定曲線EF的坐標(biāo)、馬赫數(shù)和流動方向角以及出口邊界EG的坐標(biāo)、馬赫數(shù)、流動方向角分布狀況之后，利用EF和EG的坐標(biāo)以及馬赫數(shù)、流動方向角，根據(jù)特征線法確定對邊壁面曲線上的中間點(diǎn)F與第二出口邊界點(diǎn)G點(diǎn)之間的曲線FG的坐標(biāo)、馬赫數(shù)和流動方向角，最終確定對邊壁面曲線AG的曲線坐標(biāo)、馬赫數(shù)和流動方向角，從而確定整個超聲速轉(zhuǎn)彎流道的壁面曲線ABEG。該壁面曲線ABEG上的各點(diǎn)通過在確定區(qū)域流場以及邊界壁面曲線的過程中，保證壁面曲線各點(diǎn)以及區(qū)域流場內(nèi)的馬赫數(shù)處于超聲速區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)整個超聲速壁面曲線的流場全部為超聲速。在確定超聲速流道的壁面曲線之后，需要根據(jù)氣體的流動類型選擇超聲速流道的最終成型方式。當(dāng)氣體為二維流動時，需要通過將超聲速流道壁面曲線沿垂直其自身方向拉伸，形成超聲速矩形截面流道；當(dāng)氣體為三維流動時，需要根據(jù)超聲速流道壁面曲線的坐標(biāo)確定對稱軸，并使超聲速流道壁面曲線繞對稱軸旋轉(zhuǎn)，從而形成超聲速環(huán)形截面流道。其中利用特征線法對壁面曲線求解的過程如下假設(shè)已知壁面曲線上的兩點(diǎn)(X1, T1, M1, Θ 1；) (x2, r2, M2, Θ 2)需要求解第三點(diǎn)(x3, r3, M3, θ3)時，可利用圖10所示過程進(jìn)行求解。在求解過程中，首先根據(jù)預(yù)估步對第三點(diǎn)進(jìn)行求解，然后對求解值進(jìn)行校正，獲得校正之后的第二點(diǎn)的坐標(biāo)、馬赫數(shù)和流動方向角。預(yù)估步包括先求解(x3，r3)，μ ι = Sirf1(IM1)
μ 2 = sin"1 (1/Μ2)h^tant θ χ+ μ Jh2=tan [ θ 2- μ 2]根據(jù)差分方程有r3~r1=h1(X3-X1)r3-r2=h2 (X3-X2)兩式相減可得W {h2-hj X3^X1H1-Xja2求得第三點(diǎn)的來標(biāo)
χ 二 k - r ) - (X1Jll - x2h2)3H2 - A1( I ) r3 = A1 (x3 - X1) + r{下面求解相容性關(guān)系式令


權(quán)利要求
1.一種超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括根據(jù)超聲速流道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定超聲速流道壁面曲線的入口邊界；根據(jù)超聲速流道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定超聲速流道的單邊壁面曲線；利用特征線法確定對應(yīng)于單邊壁面曲線的對邊壁面曲線；根據(jù)出口流場參數(shù)確定對邊壁面曲線下游的超聲速流道壁面曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法，其特征在于，入口邊界包括第一入口邊界點(diǎn)和第二入口邊界點(diǎn)，根據(jù)超聲速流道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定超聲速流道的入口邊界還包括根據(jù)入口邊界的馬赫數(shù)和流動方向角確定入口邊界的入口影響域，根據(jù)第一入口邊界點(diǎn)和第二入口邊界點(diǎn)利用特征線法確定入口影響域的頂點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法，其特征在于，根據(jù)超聲速流道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定超聲速流道的單邊壁面曲線包括根據(jù)出口幾何約束，確定對應(yīng)于第一入口邊界點(diǎn)的第一出口邊界點(diǎn)，并確定第一入口邊界點(diǎn)和第一出口邊界點(diǎn)之間的單邊壁面曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法，其特征在于，根據(jù)超聲速流道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定超聲速流道的單邊壁面曲線還包括根據(jù)單邊壁面曲線上的第一入口邊界點(diǎn)和入口影響域的頂點(diǎn)之間形成的特征線以及單邊壁面曲線利用特征線法確定單邊壁面曲線上的中間點(diǎn)；利用特征線法求解單邊壁面曲線上的第一入口邊界點(diǎn)、該中間點(diǎn)和入口影響域的頂點(diǎn)所形成的區(qū)域流場的馬赫數(shù)和流動方向角。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在確定入口邊界點(diǎn)、該中間點(diǎn)和入口影響域的頂點(diǎn)所形成的區(qū)域流場的馬赫數(shù)和流動方向角之后，根據(jù)超聲速流道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定超聲速流道的單邊壁面曲線還包括根據(jù)該區(qū)域流場的馬赫數(shù)和流動方向角確定第一入口邊界點(diǎn)與該中間點(diǎn)的馬赫數(shù)分布；根據(jù)出口馬赫數(shù)設(shè)計(jì)確定單邊壁面曲線的第一出口邊界點(diǎn)的馬赫數(shù)；利用二階連續(xù)曲線將單邊壁面曲線的第一入口邊界點(diǎn)、第一出口邊界點(diǎn)以及單邊壁面曲線上的中間點(diǎn)的馬赫數(shù)分布連接起來，形成單邊壁面曲線的馬赫數(shù)分布曲線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法，其特征在于，利用特征線法確定對應(yīng)于單邊壁面曲線的對邊壁面曲線包括根據(jù)入口邊界的第二入口邊界點(diǎn)和單邊壁面曲線的第一出口邊界點(diǎn)利用特征線法確定位于對邊壁面曲線上的中間點(diǎn)；根據(jù)單邊壁面曲線的中間點(diǎn)與單邊壁面曲線的第一出口邊界點(diǎn)之間的曲線，利用特征線法確定第二入口邊界點(diǎn)與對邊壁面曲線上的中間點(diǎn)之間的曲線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法，其特征在于，根據(jù)單邊壁面曲線的中間點(diǎn)與單邊壁面曲線的第一出口邊界點(diǎn)之間的曲線，利用特征線法確定第二入口邊界點(diǎn)與對邊壁面曲線上的中間點(diǎn)之間的曲線之后，利用特征線法確定對應(yīng)于單邊壁面曲線的對邊壁面曲線還包括根據(jù)第二入口邊界點(diǎn)與單邊壁面曲線上的中間點(diǎn)之間的曲線馬赫數(shù)和流動方向角，利用特征線法確定第一出口邊界點(diǎn)與對邊壁面曲線上的中間點(diǎn)之間的曲線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法，其特征在于，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定超聲速流道壁面曲線包括根據(jù)出口設(shè)計(jì)要求確定第二出口邊界點(diǎn)以及位于第一出口邊界點(diǎn)和第二出口邊界點(diǎn)之間的出口邊界，并利用特征線法確定出口邊界的馬赫數(shù)和流動方向角。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法，其特征在于，利用特征線法確定出口邊界的馬赫數(shù)和流動方向角之后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定超聲速流道壁面曲線還包括根據(jù)第一出口邊界點(diǎn)與單邊壁面曲線上的中間點(diǎn)之間的曲線和出口邊界的馬赫數(shù)和流動方向角，利用特征線法確定第二出口邊界點(diǎn)與對邊壁面曲線的中間點(diǎn)之間的壁面曲線坐標(biāo)、馬赫數(shù)和流動方向角。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在確定超聲速流道壁面曲線之后還包括根據(jù)超聲速流道設(shè)計(jì)要求，利用超聲速流道壁面曲線形成超聲速流道。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法，其特征在于，根據(jù)超聲速流道設(shè)計(jì)要求，利用超聲速流道壁面曲線形成超聲速流道包括根據(jù)氣體流動類型選擇超聲速流道的生成方式，當(dāng)氣體為二維流動時，將超聲速流道壁面曲線沿垂直其自身方向拉伸，形成超聲速矩形截面流道；當(dāng)氣體為三維流動時，根據(jù)超聲速流道壁面曲線的坐標(biāo)確定對稱軸，超聲速流道壁面曲線繞對稱軸旋轉(zhuǎn)，形成超聲速環(huán)形截面流道。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法，其特征在于，特征線法包括預(yù)估步和校正步，校正步根據(jù)預(yù)估步的結(jié)果進(jìn)行校正。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法。該超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法包括根據(jù)超聲速流道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定超聲速流道壁面曲線的入口邊界；根據(jù)超聲速流道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的幾何約束確定超聲速流道的單邊壁面曲線；利用特征線法確定對應(yīng)于單邊壁面曲線的對邊壁面曲線；根據(jù)出口流場參數(shù)確定超聲速流道壁面曲線。根據(jù)本發(fā)明的超聲速轉(zhuǎn)彎流道設(shè)計(jì)方法，能夠獲得全流場為超聲速的無激波超聲速流道，為超聲速風(fēng)洞、超聲速引射器、超聲速飛行器的氣動與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供更好的流場環(huán)境。
文檔編號F15D1/02GK102996581SQ20121044798
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者趙玉新, 王振國, 趙延輝, 梁劍寒, 范曉檣, 馬志成 申請人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)