为了提高弯曲变截面隔离段的气动性能,发展了基于几何融合的参数化设计与优化方法。为了丰富几何融合方法产生构型的种类,提出了基于几何长度的新型离散化方法。为满足偏置要求及灵活性要求,中心线设计时选用了B样条曲线。利用优化软件Isight内置全局算法,针对某隔离段,以弯曲隔离段出口的总压恢复系数为目标进行了优化求解。结果表明:优化构型相对于原始构型,在给定相同来流入口情况下总压恢复系数提高了12.3%。

吸气式高超声速飞行器是当前航空航天领域研究的热点,该类飞行器通常使用超燃冲压发动机作为推进系统,并采用一体化设计方案,带来了一系列的气动弹性问题。首先阐述了吸气式高超声速飞行器机体/发动机一体化建模研究进展;随后介绍了热气动弹性/推进耦合、控制系统耦合以及不确定性分析等方面的热气动弹性动力学研究进展,并对相关热气动弹性试验研究进行了分析;最后对吸气式高超声速飞行器的热气动弹性问题提出了若干研究建议。

近年来高超声速飞行器气动弹性(尤其是热气动弹性)问题的关注度不断增强,相关内容已成为学术界的重点研究方向。本文旨在总结高超声速气动弹性问题的近期研究成果,并对进一步发展做出展望。首先从三个方面综述了气动弹性的计算方法:气动力的计算、常温下气动弹性求解方法及热环境下气动弹性的研究方法。然后,按照工程实际中出现的相关问题,将高速飞行器的热气动弹性问题分为与外流相关的飞行器热气动弹性问题以及与内流道相关的热气动弹性问题,分别探讨其研究情况及未来发展。其中,比较详细地论述了围绕发动机相关的热气动弹性问题(包括冲压发动机内部的壁板颤振和火箭发动机喷管的气动弹性),指出该问题有可能成为未来一个重要的研究范畴。

为了满足隔离段由矩形进口截面渐变到圆形出口截面的工程设计需求,采用超椭圆曲线方法设计了矩形转圆隔离段,并且在非对称来流条件下利用数值模拟方法研究了来流总温和壁面粗糙度对其性能的影响.研究结果表明在相同进口总压条件下,来流总温的提高能够减缓隔离段流场的非对称效应,并能够有效改善隔离段内的流动分离,提高出口总压恢复系数,但会增长隔离段内激波串长度,降低隔离段的抗逆压力梯度能力;壁面粗糙度使得摩擦阻力增加,导致隔离段的抗反压能力下降,扩大了隔离段内的分离区,与光滑壁面的工况相比,带壁面粗糙度工况下的总压恢复系数、出口质量平均马赫数分别降低了8.3%和6.5%.

对双燃烧室中煤油超燃进行了试验研究。试验采用亚燃烧室产生的高温富油燃气在超燃烧室的超声速主气流中补燃的方案实现了煤油超燃过程，研究了在不同超声速主气流总温状态下高温室油燃气的当量比对超声速燃烧效率的影响，分析了超燃燃烧室中的总压恢复特性。