题目：零质量合成射流对S弯进气道流动控制的数值模拟研究

 

流动控制是航空航天研究的一个热点，当今流体力学领域研究的前沿课题就包括流动控制，流动控制根据控制方式的不同，又分为主动控制和被动控制两大类。被动控制的性能比较可靠，使用也比较方便。但是当实际的情况偏离设计状态时，其控制效果就会变差，而主动流动控制是在流场中注入合适的扰动模式和能量，使系统内的流动发生某种相互作用从而达到控制的目的。控制效果可以根据工况自行调节。

主动流动控制技术中的合成射流，是流动控制领域一种全新的技术，其结构较简单，不需要额外的气源供应系统，且具有响应快、零质量流率的特点，因此在控制领域具有广泛的用途。而激励器作为合成射流的重要部件，是合成射流用于主动控制的关键。

进气道是飞机的重要组成部分，S弯进气道可以提高飞机的隐身性能，减小机身结构尺寸和重量。不过S弯进气道特有的S形弯管沿轴向存在较大的逆压力梯度，进入进气道的高速气流很难贴附在极度弯曲的进气道壁面，容易产生流动分离现象；同时由于具有两个方向不同的弯道，在离心力的作用下，使得高低压区分布刚好相反，出现二次流现象。流动分离和二次流现象导致进气道出口总压恢复系数较低，流场畸变严重。

本文采用数值仿真计算的方法，首先，对不同马赫数下的S弯进气道的定常内流场进行数值模拟，分析S弯进气道内流场特性，确定s弯进气道出口总压恢复系数和畸变，并确定下壁面发生流动分离的位置。

其次，对活塞式合成射流激励器的内外流场进行了数值仿真计算，分析产生合成射流的原因，并计算不同激励参数下合成射流的变化规律，以便用于控制S弯进气道的内流场。

最后，对施加合成射流控制的S弯进气道内流场进行数值仿真计算，比较了不同频率下对S弯进气道的控制效果。分析了被控制的S弯进气道内流场变化，并由平均速度场确定附着点位置。