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摘要
高超声速进气道在复杂波系的气动载荷和气动热作用下非常容易诱发热气动弹性问题，深入理解复杂内流下热气动弹性机理对未来高超声速进气道的精细化设计具有重要意义。建立了静/动热气动弹性动力学分析框架，深入研究了静/动热气动弹性对三维高超声速进气道流场结构和性能影响的规律和机理。静热气动弹性分析结果表明，双向耦合方法得到的气动热弹性变形相对较大，入口唇前缘变形量最大。结构变形改变了唇缘附近的激波结构，增强了进气道内部的激波强度，增加了分离区长度和外壁面温度，改变了出口流场。同时，热气动弹性变形会导致质量流量系数和压升比的增大，降低了总压恢复系数。动热气动弹性分析结果表明，对于模型，不考虑气动加热时，结构位移响应逐渐呈现收敛趋势；考虑气动加热后，结构位移响应呈现极限环的趋势。气动加热可能会改变进气道结构动态响应特征。由于进气道结构频率非常接近，结构动力响应中存在着“拍”现象。前缘变形较大而振幅较小，尾缘变形较小而振幅较大。结构振动导致流场结构产生明显的动态变化，且导致性能参数存在明显的波动，尤其是出口反压比波动幅度较大。希望通过研究加深对进气道中复杂波系结构中热气动弹性问题的理解与认识，以期为未来进气道的精细化设计提供参考。
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