● 摘要
本文主要对一种倒置式超音速冲压发动机进气道的设计方法、前弹身/进气道一体化数值模拟以及进气道攻角性能计算进行了研究和分析，主要包括进气道激波系的组织方法、进气道型面设计、一体化三维数值模拟及攻角性能分析等内容。 采用遗传算法（GA）对超音速进气道优化技术进行了探索研究，建立了优化设计模型，以各级楔面角度δ1、δ2和δ3为自变量，以最大总压恢复系数σ为目标函数对混压式进气道进行了约束条件下的优化，并对以σ和最小阻力系数CD为双目标的优化设计进行了探索研究，可以看出通过此算法可以达到对进气道部分压缩型面结构优化的目的。另外运用Bezier曲线和包络线方法对扩压器部分进行设计，增强扩压作用，同时可以缩短进气道结构长度。 本课题采用的是数值模拟的方法，分别对不同的飞行状态（不同马赫数，不同飞行高度，不同攻角）进行模拟计算，针对各种关键因素的改变对流场影响进行分析并可视化，以期发现问题。另外研究了弹身流场对进气道流场和性能的影响；附面层的发展预估和控制方法；激波/附面层的相互作用；进气道起动问题等。 最后进行了前弹身/进气道一体化三维数值模拟，在进气道设计中考虑了前体的干扰和它对进气道进口流场的影响。研究了攻角飞行对进气道性能的影响，对各个不同的飞行马赫数分别选取平飞及正负4 度、8度、10度、12度进行三维数值模拟。 计算结果表明进气道的各项性能均基本满足或者超出了设计要求。另外，得到了总压恢复系数、气流流量、进气道出口气流不均匀度及阻力与前弹身及不同攻角之间存在的规律。