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超音速進氣道流場快速軟件——Hi-FlowIntake

Hi-FlowIntake是超音速進氣道流場快速計算軟件,它利用波系解析或PNS(拋物N-S方程)方法在幾分鐘之內快速獲得進氣道的流量、流量系數、總壓恢復系數、升壓比、壓力畸變系數等參數,用于高超音速吸氣式發動機的快速配置選型、性能快速預測、波系研究。

超音速進氣道流場存在等熵壓縮、強膨脹波、激波和附面層,以及它們之間的相互干擾產生的新的結構,必須通過全域耦合方式才能求解,但在超音速和高雷諾數條件下,流場的橢圓性影響很弱,主要是雙曲/拋物性影響。也就是說,流場信號主要是向下游傳播,以及橫向傳播。向上游傳播的信號極弱,對于選型階段的快速分析,其作用可以忽略。于是,可以將描述流場運動的Navier-Stokes方程中的流向擴散項去掉。這樣,PNS方法正是利用超音速流場的這一特點,將全空間的時間推進方式求解用從上游到下游逐步推進的空間方式求解來替代。這樣不僅可以使得計算速度加快一個量級,而且使得對內存的需求也大幅度降低。

Hi-FlowIntake的主要優點是:

1) 計算速度快,適合于進氣道優化選型設計;

2) 計算方法可靠、針對性強,可以較為準確的捕獲進氣道的波系結構。

應用案例:二維進氣道流動模擬

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