出口截面流场参数可控的内转式进气道基本流场设计方法与流程

技术特征：

1.一种出口截面流场参数可控的内转式进气道基本流场设计方法，其特征在于：根据出口截面的一种流场参数分布来设计基本流场下边界的形状，所述方法首先根据反射激波顶点处的波后流场参数设计可生成反射激波的气动型面，然后根据出口截面的一种流场参数分布来设计可将反射激波的波后依赖域出口下游流场参数调整至与出口截面流场参数分布一致的气动型面，这里反射激波顶点为反射激波与基本流场出口截面的交点，即基本流场出口截面的上边界。

2.如权利要求1所述的出口截面部分流场参数可控的内转式进气道基本流场设计方法，其特征在于：所述根据反射激波顶点处的波后流场参数来设计可生成反射激波的气动型面的设计方法为调节可生成反射激波的气动型面以控制反射激波的形状，使反射激波顶点处的波后流场参数与出口截面上边界的流场参数一致，具体包括如下步骤：

①采用三次曲线描述生成反射激波的气动型面，该曲线由反射激波起始点和人为给定控制点的位置和气流方向角控制，其方程为y＝a₁·x³+b₁·x²+c₁·x+d₁，式中的系数可由这两点的参数表达，c₁＝tan(θ_s)、d₁＝R_c，其中L、θ_s、θ_e、R_c和R_d分别为起始点与曲线控制点处的轴向距离、起始点处的倾角、控制点处的倾角、起始点处的半径、控制点处的半径；

②给定L、θ_s、R_c和R_d，调节θ_e，或者给定θ_s、θ_e、R_c和R_d，调节L来修正曲线形状，然后在基本流场等熵压缩段产生的来流条件下，应用特征线法确定该曲线生成的反射激波形状及波后依赖域的流场参数分布；

③应用割线法，对比②生成的反射激波顶点处的波后流场参数与出口截面上边界处的目标参数，并针对二者的差值调节θ_e或调节L，然后返回②重新计算，直到反射激波顶点处的波后流场参数与出口截面上边界的流场参数一致时为止。

3.如权利要求1所述的出口截面流场参数可控的内转式进气道基本流场设计方法，其特征在于：所述根据反射激波顶点处的波后流场参数来设计可生成反射激波的气动型面的设计方法为在基本流场上边界产生的流场中，直接给定反射激波的形状，同时确保激波顶点处的波后流场参数与出口截面上边界的流场参数一致，然后应用给定激波反求型面的逆特征线法确定可生成该激波的物面，包括如下步骤：

①在基本流场上边界上，将距离反射激波起始点轴向距离为l的点作为反射激波顶点，并将该点处的流场参数作为波前流场参数，根据出口截面流场参数分布确定该点的波后流场参数，再应用激波关系式计算出该点处应具有的反射激波角度；

②以反射激波起点、预估的反射激波顶点位置和激波角度为控制参数，并采用三次曲线构造反射激波的形状，曲线方程为y＝a₂·x³+b₂·x²+c₂·x+d₂，式中c₂＝tan(β_s)、d₂＝R_c，其中l为反射激波起始点至顶点的轴向距离，β_s、β_e、R_c和y_d分别为反射激波起始点处的激波角度、顶点处的激波角度、反射激波起始点处的半径、顶点处的半径，然后通过插值在等熵压缩段流场上确定反射激波的波前流场参数，再应用激波关系式计算出反射激波的波后流场参数；

③应用逆特征线法求解可生成反射激波的气动型面和波后依赖域流场，若该气动型面存在，便终止计算，否则调节l修正反射激波顶点位置，并返回②重新计算。

4.如权利要求1所述的出口截面流场参数可控的内转式进气道基本流场设计方法，其特征在于：根据出口截面的一种流场参数分布来设计可将反射激波的波后依赖域出口下游流场参数调整至与出口截面流场参数分布一致的气动型面的方法包括如下步骤：

①自反射激波顶点A₁开始，以反射激波的波后依赖域出口边界A₁A₂…A_n为初始边界，并在该边界上选定下游初始点A₁和上游初始点A₂，点A₂发出的流线与出口截面相交于待求解点B₁处，接着由点B₁逆向发出右行特征线与A₁A₂相交于点B₁'，联立流线A₂B₁和特征线B₁’B₁上的相容方程以及出口截面上的流场参数分布规律确定点B₁的所有流场参数；

②以出口截面上的点B₁和反射激波的波后依赖域出口边界A₃…A_n-1A_n为初始边界，应用逆特征线法求解出可得到点B₁的气动边界形状A_nB_n-1；

③以B₁B₂…B_n-1为初始边界，继续迭代步骤①和②得到可使反射激波的波后依赖域出口下游流场在出口截面处流场参数分布与给定条件一致的气动型面。

5.如权利要求1或2或3或4所述的出口截面流场参数可控的内转式进气道基本流场设计方法，其特征在于：所述的流场参数指压力、马赫数、密度、温度、速度大小或方向。