飞行器通风冷却系统的进排气口加设格栅有助于提高整个系统的气动特性和电磁屏蔽特性。以X-47B飞行器为研究对象,设计了内埋于机身的通风冷却系统四边形开口进气道和排气道及其格栅,基于CFD方法深入分析了进/排气口格栅的4个设计参数导流角、格栅厚度、孔径形状和孔径大小,对管道系统流阻特性的影响。结果表明,进排气道的格栅导流角越小,越接近常规进排气道,表现出更好的流阻特性;而对于进气道,格栅厚度越大,整流效果越佳,而排气道的出口需要适宜厚度的格栅兼顾整流和排气阻力;圆形孔格栅在进排气道口都表现出了较好的作用效果;进气道小流量需要使用较小孔径的格栅增加整流效果,抑制内外流干扰而排气道则小流量采用大孔径格栅,大流量使用小孔径格栅提高内流向外流的掺混整流效率。

研究滑流对埋入式进气道性能的影响机理对于发动机的稳定性具有重要意义。针对某型涡桨发动机滑油散热器进排气道系统,基于CFD技术建立系统的螺旋桨滑流与滑油散热器内流一体化数值模拟方法,进行考虑滑流影响的滑油散热系统埋入式进气道气动设计仿真分析;针对埋入式进气道由于吸入边界层低能气流导致通过散热器流量低的问题,设计4组涡流发生器进行主动流动控制。结果表明:滑流使得进气道中的气流偏离,难以形成稳定漩涡,容易发生流动分离;而合理设计的涡流发生器可以有效改善埋入式进气道内流场特性,并使通过散热器的流量提高12%。

螺旋桨滑流产生的加速效应、旋转效应、粘性效应等对于处于后方的进气道性能有显著的影响。基于计算流体力学方法(CFD),通过求解非定常RANS方程,采用滑移动态网格技术来模拟螺旋桨的旋转,建立考虑螺旋桨滑流的飞机进气道气动特性数值仿真方法;以某多轴式涡桨动力系统为研究对象,对螺旋桨滑流对进气道内流的影响进行分析。结果表明:在地面与起飞两个大拉力状态下,有滑流进气道出口总压恢复系数较无滑流的有所提高;而巡航状态下有滑流进气道出口总压恢复系数却降低,除地面小速度状态外,在起飞以及巡航飞行状态下,滑流会增加进气道出口总压畸变指数。