一种激波增强管壁型线设计方法的开题报告激波增强管（ShockWaveAugmentedNozzle,SWAN）是一种可以增强发动机推力和燃烧效率的技术，而SWAN中的壁型线设计对其性能具有非常重要的影响。本文旨在研究一种基于Navier-Stokes方程的数值模拟方法，可以用于SWAN壁型线的设计优化。1.研究背景随着空气动力学和燃烧技术的不断发展，SWAN技术已经被广泛应用于各种类型的航空发动机。在SWAN中，高速气流流经喷嘴的收缩段时会产生激波，这些激波可以提高气流速度、压力和温度，从而增强喷嘴的推力和效率。因此，SWAN技术已经成为现代航空发动机设计中的重要组成部分。然而，目前在SWAN技术中壁型线的设计方法还比较落后，一般都是使用实验和经验方法进行。这种方法的缺点在于成本高、周期长、可操作性差、精度不足，因此需要开发一种更加高效、准确的壁型线设计方法。2.研究内容本研究将采用基于Navier-Stokes方程的数值模拟方法，将SWAN内部流场进行分析，进而进行壁型线设计。该方法主要包括以下几个步骤：（1）建立数学模型：利用Navier-Stokes方程、热力学方程和物态方程描述SWAN内部流场，同时对流场中的涡流、不连续性和激波进行分析和求解。（2）离散求解：采用有限体积方法（FVM）对流场进行离散求解，以保证数值计算的稳定性和精度。（3）壁型线设计：基于流场分析结果，采用反设计的方法，优化SWAN的壁型线，使得其能够更好地产生激波增强效应，从而提高其推力和燃烧效率。3.研究意义本研究主要有以下几点意义：（1）提高SWAN的设计效率和精度：采用数值模拟方法进行SWAN的壁型线设计可以快速、准确地预测其内部流场及加速效果，从而优化其设计方案，提高设计效率和精度。（2）降低SWAN设计成本：相比于传统的实验方法，数值模拟方法可以大大降低SWAN的设计成本，提高其商业性和市场竞争力。（3）推动航空发动机技术的发展：SWAN技术是航空发动机设计中的重要组成部分，而本研究所采用的数值模拟方法可以为航空发动机技术的发展提供新的思路和方法，推动其不断完善和创新。4.研究计划本研究的主要工作内容包括：建立数学模型、开发数值模拟程序、实现SWAN内部流场模拟、优化壁型线设计方案，最终得出优化的SWAN壁型线。预计研究周期为一年左右。第一阶段：文献综述和数学模型建立。主要对SWAN技术的发展历史、现状及壁型线设计方法进行综述，建立Navier-Stokes方程模型，为数值模拟提供基础。第二阶段：数值模拟及程序开发。采用有限体积法对流场进行模拟。开发数值模拟程序，对SWAN内部流场进行数值模拟，验证模型有效性和程序正确性。第三阶段：壁型线优化设计。基于模拟结果，采用反设计的方法，利用准则函数和优化算法对SWAN壁型线进行设计和优化。第四阶段：计算结果分析和优化方案总结。对优化后的壁型线进行数值模拟计算，分析计算结果。最终确定具有优化效果的SWAN壁型线设计方案，并进行总结和归纳。5.结论本文主要介绍了SWAN技术中壁型线设计的研究背景、研究内容、研究意义和计划，并说明了基于Navier-Stokes方程的数值模拟方法实现SWAN壁型线设计的可行性。研究结果有望推动SWAN技术的发展，提高航空发动机的性能和效率，为航空发动机技术的发展贡献力量。