超声速喷管中激波分离诱发流场对称破缺的机理及其控制

发布时间：2021-05-15 04:50

　　为减缓或消除侧向力,开展了流动分离诱导流场对称破缺的机理研究。采用有限体积二阶迎风插值格式及k-ε湍流模型,数值模拟了某型超声速喷管的地面试车过程。详细分析了喷管内部的流场结构,着重讨论了喷管壁面附近出现的激波分离模式由自由激波分离到受限激波分离的转换过程。为了降低低空高背压条件下过膨胀喷管的侧向力,着重研究了喷管不同长径比、扩张比条件下的流场特性和流动分离模式。结果表明:在激波模式转换过程中能够诱发出极大的侧向力,改变喷管构型可以改善流场结构。适当缩短长径比和扩张比可以有效降低侧向力。长径比为1.05时将产生4 000N以上的侧向力,而当长径比为0.95和1.15时,侧向力不超过20N;当扩张比为53.9时,侧向力峰值达到4 000N以上,而缩小扩张比到45时,侧向力明显下降。 

【文章来源】：航空动力学报. 2020,35(01)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【文章目录】：
1 喷管数值模拟与激波分离分析
    1.1 物理模型及入口参数
    1.2 数值分析建模及流动模拟
    1.3 喷管流场激波分离模式分析
        1.3.1 自由激波分离
        1.3.2 受限激波分离
        1.3.3 激波结构分析
2 喷管关键参数对激波分离的影响
    2.1 长径比对激波分离及其模式转换的影响
        2.1.1 不同长径比下的侧向力分析
        2.1.2 不同长径比下的激波分离模式分析
        2.1.3 不同长径比下的压力特性分析
    2.2 扩张比对激波分离及其模式转换的影响
        2.2.1 不同扩张比下的侧向力分析
        2.2.2 不同扩张比下的激波分离模式分析
        2.2.3 不同扩张比下的压力特性分析
3 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]减弱喷管侧向力的变形喷管技术研究[J]. 闫胜,武洁,叶正寅.  推进技术. 2018(05)
[2]尾部二次喷流抑制喷管分离流动的数值研究[J]. 李波,王一白,杨立军,程诚.  航空动力学报. 2013(11)
[3]喷管分离流动与侧向载荷定常数值模拟[J]. 刘亚冰,王长辉,许晓勇.  航空动力学报. 2008(11)
[4]大面积比火箭发动机的海平面侧向载荷[J]. L.H Nave,G.A.Coffey,孙国庆.  国外导弹技术. 1980(06)



本文编号：3186986