一种抗畸变来流的被动鼓包流动控制方法
本发明属于空气流动控制领域，公开了一种抗畸变来流的被动鼓包流动控制方法，在位于畸变进气条件下的动力装置唇口布置所述鼓包，该鼓包的约束条件包括鼓包沿流向长度、鼓包展向宽度、鼓包最高点高度和鼓包最高点在流向位置；本发明可有效的改善进气唇口的畸变流场，提升动力装置的效率。更好的调控畸变来流下动力装置的稳定性，使飞行器拥有更好的性能。
发明专利
CN202311155292.1
2023-09-08
CN117365743A
2024-01-09
F02C7/042(2006.01)
北京航空航天大学
鹿哈男;王磊;苏冠廷;李秋实
100000 北京市海淀区学院路37号
成都中亚专利代理有限公司
周长福
北京;11
1.一种抗畸变来流的被动鼓包流动控制方法，其特征在于，包括 根据动力装置唇口尺寸设计鼓包形状； 在位于畸变进气条件下的动力装置唇口布置所述鼓包； 所述鼓包形状的约束条件包括鼓包沿流向长度、鼓包展向宽度、鼓包最高点高度和鼓包最高点在流向位置， 所述鼓包沿流向长度为动力装置进气唇口长度，所述鼓包展向宽度为动力装置唇口进气半径； 鼓包最高点在流向位置是取沿流向长度的25％或50％或75％； 所述鼓包最高点高度是鼓包沿流向长度的10％～30％。 2.根据权利要求1所述一种抗畸变来流的被动鼓包流动控制方法，其特征在于，所述鼓包通过高阶多项式描述外形，该鼓包包括一条流向型线和五条展向型线； 所述鼓包的约束条件还包括流向型线沿流向经过唇口进口和出口并经过坐标x轴为0的流向中轴面，以及在唇口的进口和出口位置流向型线的曲率与唇口面相切，为了保证鼓包的最高点，流向型线在最高点的曲率为0。 3.根据权利要求2所述一种抗畸变来流的被动鼓包流动控制方法，其特征在于，根据所述约束条件求解鼓包流向型线和展向型线的多项式。 4.根据权利要求3所述一种抗畸变来流的被动鼓包流动控制方法，其特征在于，求解流向型线的多项式的方法是： 令流向型线的多项式为如下五阶多项式，并通过所述约束条件得到该五阶多项式的a1、b1、c1、d1、e1、f1系数； y1(z)＝a1z5+b1z4+c1z3+d1z2+e1z+f1 其中，y1是流向型线输出；z是流向型线在z轴的坐标值；a1是流向型线第一系数；b1是流向型线第二系数；c1是流向型线第三系数；d1是流向型线第四系数；e1是流向型线第五系数；f1是流向型线第六系数。 5.根据权利要求3所述一种抗畸变来流的被动鼓包流动控制方法，其特征在于，求解展向型线的多项式的方法是： 分别提取唇口进口断面、鼓包最高点断面、唇口出口断面、进口和最高点断面之间的等分面、以及最高点与出口断面之间的等分面作为五条展向型线，并令展向型线的多项式为如下五阶多项式，并通过指定约束条件得到该五阶多项式的ax、bx、cx、dx、ex、fx系数， y2(x)＝axx5+bxx4+cxx3+dxx2+exx+fx 其中，y2是展向型线输出；x是展向型线断面在x轴的坐标值；ax是展向型线第一系数；bx是展向型线第二系数；cx是展向型线第三系数；dx是展向型线第四系数；ex是展向型线第五系数；fx是展向型线第六系数。 6.根据权利要求5所述一种抗畸变来流的被动鼓包流动控制方法，其特征在于，所述指定约束条件是：所述鼓包最高点断面的断面多项式与流向多项式在鼓包最高点相交，且为了保证最高点，该点曲率为0，同时该断面展向多项式与唇口面相切。 7.根据权利要求1所述一种抗畸变来流的被动鼓包流动控制方法，其特征在于，所述动力装置是涵道风扇。 8.根据权利要求7所述一种抗畸变来流的被动鼓包流动控制方法，其特征在于，所述涵道风扇包括一级转子和一级静子，转子和静子叶片数分别为16和6，转子叶尖间隙设计值为0.5mm，转子机匣与静叶机匣半径为126.5mm，进气唇口的进口直径为306mm，轴向长度为50mm。 9.根据权利要求8所述一种抗畸变来流的被动鼓包流动控制方法，其特征在于，所述鼓包沿流向长度为50mm，最高点高度范围为5mm～14mm。