技术特征：
1.一种基于等效堵塞比的混压式进气道起动能力分析方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、等效堵塞比ε
a
计算：针对高马赫数混压式进气道造型进行网格划分及数值模拟，在完成网格无关性校验、湍流模型校核的基础上，采用三维定常数值模拟得到进气道在给定状态下的流场结果；以进气道唇口最下游处的点a为基准，垂直于该点附近的流线方向作为进气道内流的截面，即进气道内压段入口截面，统计该截面的马赫数m2，自点a开始作进气道内压段横截面集，相邻截面的间隔取值范围为1/50～1/20的进气道长度，进而统计内压段截面集的流量平均数据，计算得到每个横截面的ε
a
，计算公式如式(1)：式中，表示进气道流量系数，σ表示内压缩段任一截面处的总压恢复系数，q(m
x
)是进气道内压缩段该截面的流量函数，q(m
∞
)是自由来流的流量函数，cr
∞
→
x
是进气道总收缩比，即进气道捕获流管面积除以x截面实际面积；s2、确定等效通流面积的极限堵塞比ε
a,max
：包括亚燃冲压进气道和超燃冲压进气道的极限堵塞比，若为亚燃冲压进气道，则其处于起动临界状态的标志是结尾激波推到喉道，判据为喉道马赫数等于1；若为超燃冲压进气道，采用根据内压段气动参数估算进气道最大收缩比的方法，根据步骤s1确定的m2估算保证起动性能前提下的进气道最大收缩比cr，并计算极限堵塞比ε
a,max
，公式如式(2)：s3、进气道起动能力分析：确定ε
a
和ε
a,max
后，进行进气道起动能力快速分析，包括基于飞行条件转变的等效通流面积变化率求解、变几何进气道各模态有效通流区域分析以及基于等效通流面积分析的抽吸方案设计。2.根据权利要求1所述的基于等效堵塞比的混压式进气道起动能力分析方法，其特征在于，步骤s1中等效堵塞比ε
a
的计算公式获得步骤为：根据等效堵塞比的定义，进气道内压段任一截面的等效堵塞面积除以该截面的实际面积，如式(3)所示，其中，a
x
为进气道内压段任一截面x的实际面积，a
equ
是以流量平均方式统计的截面气动参数折算出的等效流通面积，a
equ
的计算公式如式(4)所示，该公式可以进一步推导为：
该公式可转化为：联立公式(3)和(6)，可得：即为等效堵塞比ε
a
的计算公式。3.根据权利要求1所述的基于等效堵塞比的混压式进气道起动能力分析方法，其特征在于，步骤s1中在采用三维定常数值模拟得到进气道在给定状态下的流场结果时，将进气道内、外流定义成相对独立的两块流域。4.根据权利要求1所述的基于等效堵塞比的混压式进气道起动能力分析方法，其特征在于，步骤s2中进气道最大收缩比cr为进气道内压段入口面积a2与喉道面积a
t
之比的计算公式，具体如下：式中，s∈[0,1]，是决定进气道起动性能裕度的参数，根据s的经验公式：s＝1/(0.6
×
cr
in
)确定，其中cr
in
是内压段收缩比；a
t
为待求喉道面积；a2为进气道内压段入口面积；a
*
和a
**
为根据不同的理论确定最大收缩比所对应的进气道喉道面积；a
*
为采用等熵流理论得出的喉道面积估算方法，其公式如下：a
**
是为基于进气道自起动前提得出的喉道面积估算方法，其公式如下：由以上公式可知：当s＝0时，a
t
＝a
*
，此时喉道面积按公式(9)估算；当s＝1时，a
t
＝a
**
，此时喉道面积按公式(10)估算；当s∈(0,1)时，a
t
需联立公式(8)、(9)和(10)进行求解。5.根据权利要求1所述的基于等效堵塞比的混压式进气道起动能力分析方法，其特征在于，步骤s3中基于飞行条件转变的等效通流面积变化率求解的方法为根据飞行状态点s1、s2…
s
n
的定常数值模拟结果得到一系列ε
a-x
规律曲线；飞行条件包括飞行高度、速度、攻角/侧滑/滚转姿态角变量，若只改变其中一个变量，则通过各状态ε
a-x
曲线变化率求得某一飞行条件对进气道通流能力的量化规律公式；若改变多个变量，则根据单一变量的量化规律拟合出各变量对进气道通流能力的影响因子，最终得到量化规律。6.根据权利要求5所述的基于等效堵塞比的混压式进气道起动能力分析方法，其特征
在于，步骤s3中变几何进气道各模态有效通流区域分析方法为根据进气道变几何各个位置p1、p2…
p
n
的定常数值模拟结果得到一系列ε
a-x
规律曲线；若变几何时来流条件不变，则通过各模态ε
a-x
曲线变化率求得几何构型与进气道通流能力的量化规律；若变几何时来流条件同时变化，则采用基于多变量的量化规律分析方法进行分析。7.根据权利要求6所述的基于等效堵塞比的混压式进气道起动能力分析方法，其特征在于，步骤s3中基于等效通流面积分析的抽吸方案设计方法为根据一系列状态的ε
a-x
规律曲线得到x＝f-1
(ε
a,max
)的变化范围x∈[x1,x2]，确定该范围是抽吸的流向布置位置，进而根据抽吸量来确定抽吸口的宽度，完成附面层抽吸方案设计。
技术总结
本发明公开一种基于等效堵塞比的混压式进气道起动能力分析方法，包括等效堵塞比ε
技术研发人员：俞宗汉 常晓华 黄国平 王瑞琳 雷岳迪
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2022.03.24
技术公布日：2022/6/28