一种进气道起动/不起动边界建模的拓扑学方法

进气道不起动控制问题与高超声速飞行的安全密切关联，本课题以此为背景，旨在建立一种进气道起动/不起动边界建模方法。.申请者通过分析进气道流场结构变化中的一些重要非线性现象(突变、滞后和分岔)，研究发现了进气道起动/不起动边界在高维扰动变量空间中的分布存在着规律性- - 拓扑不变性。基于这些认识，提出利用拓扑学方法进行进气道起动/不起动边界建模，以揭示边界的分布规律，降低高维建模的复杂度。基于模型研究进气道起动/不起动边界的分布规律，分析影响进气道起动/不起动滞环宽度的主导物理因素。在此基础上，分析进气道不起动保护和再起动控制路径的构造方法。

进气道出现不起动会对超声速推进系统的性能产生重要影响，然而在最近的飞行试验中却屡次出现进气道不起动的试验事故，有许多基础性的问题有待研究。本项目利用物理假设建立了能够描述进气道起动/不起动复杂滞后行为的机理模型。利用所建立的模型对进气道起动/不起动转换过程中的非线性现象进行了系统的研究。仿真发现了进气道起动/不起动多种模式转换之间的复杂滞后特性，并得到了进气道起动/不起动边界在扰动变量空间中的分布规律，为分析进气道起动/不起动的转换路径提供了重要基础。利用势函数方法对进气道起动/不起动转换过程中的滞后行为进行了研究，分析了滞后现象产生的物理机理。基于奇异性定理，发现了进气道起动/不起动转换过程中滞后现象所遵循的拓扑学规律。此拓扑学规律可用来解释进气道起动/不起动转换过程中多稳定性和复杂滞后现象，并可用于发现新的非线性行为。这些研究结果对于进一步理解进气道起动/不起动流动滞后机理，以及设计进气道不起动控制规律具有指导意义。