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两型亚声速扩压器设计及性能分析
一、前言
混合流道流动控制技术是风洞实验和计算流体力学领域的重要研究方向，该技术利用高性能计算和先进的数值模拟方法研究了气体混合和推进流场的流动控制，主要解决了极高速和亚音速下气动噪声的问题，并为空气动力学设计提供了一种高效的方法。在这种混合流道的气体流场中，设计扩压器核心是解决复杂气动力学问题的关键之一，亚声速扩压器近几年逐渐成为了设计扩压器的最佳解决方案。
二、亚声速扩压器的设计原理
亚声速扩压器适合用于亚音速流，其设计原理是通过凸型进口和收缩型出口来加速气体进入扩压器内部，在扩压器的收缩段中气体流速逐渐加快，压力逐渐降低，然后在扩张段中气体流速逐渐减小，压力逐渐升高，从而增加了气流的动能，提高了空气动力性能。
三、亚声速扩压器的性能分析
1.气体流动分析
采用计算流体力学软件，对亚声速扩压器的气流流动性质进行模拟和分析。通过对计算结果的观察和分析，可以了解亚声速扩压器内部的气流运动规律和流场特性，为扩压器的优化设计提供依据。
2.声学分析
将亚声速扩压器内部的气流通过声学处理技术，通过数字声器件分析器进行信号测试和分析，通过调节扩压器内部的结构参数，可以改变不同频率范围的声量级和声压水平，从而为亚声速扩压器的优化设计提供重要依据。
四、亚声速扩压器设计实例分析
设计一个亚声速扩压器，进口和收缩段的直径分别为D1=60mm和D2=30mm，扩张段长度L=100mm，以及出口直径D3=60mm。采用计算流体力学仿真和声学分析方法对亚声速扩压器的性能进行评估。
1.气流分析
通过计算流体力学软件模拟，得到气流在亚声速扩压器内的流动速度、压力和温度分布图。从图表中可以看出，亚声速扩压器内部气体流速逐渐加快，压力逐渐降低，然后气体在扩展段中流速逐渐减小，压力逐渐升高，说明扩压器的设计是成功的。
2.声学性能分析
通过声学处理技术，对亚声速扩压器内部寄生声的发生和扰动声的谐波衰减进行了测试。考虑到扩压器的压缩噪声问题，对扩压器内部进行了声学设计优化，测试发现扩压器内部寄生声和扰动声谐波衰减效果明显，达到了预期设计效果。
五、结论
亚声速扩压器作为一种新型的气流加速设备，优越的设计性能，可以显著地提高整个系统的压力和容积流量。本论文通过对亚声速扩压器的设计原理和性能分析，采用计算流体力学模拟和声学分析方法，对其设计和优化提供了重要依据，并通过设计实例证明了其实用性和可行性。