题目：中心体开槽超声速进气道设计与数值仿真

进气道是冲压发动机的关键部件之一。中心体开槽进气道通过在中心体开槽降低进气道起动马赫数，关闭开槽保证发动机巡航飞行时的高性能，可扩展进气道工作马赫数范围，提高冲压发动机的性能和工作可靠性。本文研究了中心体开槽进气道的设计方法并对其性能进行了数值仿真分析。

对于超声速混压式进气道，超声速段型面采用特征线法设计。亚声速段采用四次多项式描述面积变化规律和中心流线，通过调整多项式的参数得到合理的型面曲线。论文提出了中心体开槽型面的设计方法，即直接法、型面差法和控制点法。直接法设计的进气道结构简单，易于加工；型面差法型面设计结果最符合低马赫数起动进气道面积分布规律；控制点法开槽的流线型型面更符合气体流动特点。数值仿真发现，开槽会降低进气道抗反压能力，容易引起边界层分离，减小总压恢复系数和流量系数。

中心体开槽进气道的未开槽部分和开槽部分的起动特性不同，未开槽部分起动马赫数大于设计值，开槽部分小于设计值。分析发现这是由于开槽部分气流不能及时流入开槽部分造成的。论文对不同数量和不同宽度的进气道进行了数值仿真计算。结果表明，随着开槽数量的增加，进气道总压恢复系数和流量系数有所下降，但未开槽部分起动能力增强。在起始阶段，进气道起动马赫数随开槽数量快速下降，随后下降速度逐渐减小，并趋近于设计起动马赫数。开槽宽度增加时，总压恢复系数、流量系数和进气道起动能力都有所提高。设计中心体开槽进气道时应该合理选取开槽数量并尽量增加开槽宽度。对进气道调节方法开展了初步研究，提出了线性调节、二次调节和进气道由敞开突然关闭的调节方式等三种调节方式。