双轴承旋转喷管型面设计及数值模拟研究 被引量：1

1

作者 李瑶 徐惊雷 +2 位作者 潘睿丰 张玉琪 黄帅 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期95-106,共12页

针对短距/垂直起降战斗机高机动飞行的迫切需求及其矢量喷管机械结构复杂笨重的问题,提出了基于轴对称双喉道气动矢量喷管设计的双轴承旋转喷管,通过采用双轴承结构和双喉道气动矢量喷管相结合的方式,减少驱动结构,使喷管能更高效、轻... 针对短距/垂直起降战斗机高机动飞行的迫切需求及其矢量喷管机械结构复杂笨重的问题,提出了基于轴对称双喉道气动矢量喷管设计的双轴承旋转喷管,通过采用双轴承结构和双喉道气动矢量喷管相结合的方式,减少驱动结构,使喷管能更高效、轻便地实现短距/垂直起降,并且赋予了飞行器平飞模态高机动飞行的潜力。基于典型轴对称双喉道气动矢量喷管构型,开展了双轴承旋转喷管的型面设计和运动规律研究,利用数值模拟开展关键设计参数对喷管流场的影响研究,获得喷管的性能变化规律。结果表明,短距/垂直起降模态下,典型构型的双轴承旋转喷管推力矢量角最大可达108°,满足短距/垂直起降飞行器对喷管的要求。凹腔段的长短轴比值对喷管短距/垂直起降模态的性能影响较大,相同落压比条件下,长短轴比值越大,喷管的总推力系数越低,推力矢量角越大,并且推力矢量角最大差值达到41°。本文所提出的双轴承旋转喷管可为未来具备短距/垂直起降、高机动性能的飞行器动力系统提供一种新的解决方案。 展开更多

关键词 短距/垂直起降 双轴承旋转喷管 双喉道气动矢量喷管 气动性能 数值模拟

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二元双喉道射流推力矢量喷管流动参数影响的数值研究 被引量：7

2

作者 李耀华 李建强 +2 位作者 杨党国 张诣 周清展 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期211-217,共7页

采用数值模拟方法研究了不同流动参数对二元双喉道射流推力矢量喷管（Dual-throatfluidic Thrust-vecto-ringNozzle，DTN）内流特性和推力矢量控制效果的影响。结果表明，DTN在非推力矢量情况下，NPR在3～4范围时，推力系数较大，达到0... 采用数值模拟方法研究了不同流动参数对二元双喉道射流推力矢量喷管（Dual-throatfluidic Thrust-vecto-ringNozzle，DTN）内流特性和推力矢量控制效果的影响。结果表明，DTN在非推力矢量情况下，NPR在3～4范围时，推力系数较大，达到0．968，而流量系数较小，仅为0．93；NPR再增大，推力系数迅速下降。在推力矢量情况下，落压比一定时，随着次流流量比的增加，推力矢量角增加，而流量系数、推力系数、推力矢量效率减小；次流流量比一定时，随着落压比的增加，推力矢量角减小，系统推力系数先增加后减小，流量系数略微增加。 展开更多

关键词 双喉道 射流推力矢量 推力矢量喷管 数值模拟

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基于RBF和PSO的双喉道气动矢量喷管优化设计 被引量：7

3

作者 吴正科 杨青真 +1 位作者 施永强 李岳锋 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期451-456,共6页

本文探索了一种能多变量综合优化的方法,即对喷管进行参数化设计后,用均匀试验设计(UED)将试验样本均匀散布在设计区间内,求出各性能参数后,利用径向基神经网络(RBF)对试验样本进行拟合,再用粒子群算法(PSO)对训练好的神经网络进行寻优... 本文探索了一种能多变量综合优化的方法,即对喷管进行参数化设计后,用均匀试验设计(UED)将试验样本均匀散布在设计区间内,求出各性能参数后,利用径向基神经网络(RBF)对试验样本进行拟合,再用粒子群算法(PSO)对训练好的神经网络进行寻优,找出了更好的双喉道气动矢量喷管设计参数组合。数值模拟结果显示,优化后的双喉道气动矢量喷管的矢量角有了明显提高。试验表明这种优化方法具有很好的优化能力,可以用来对喷管几何外形进行参数优化。 展开更多

关键词 双喉道气动矢量喷管 矢量优化 均匀试验设计 径向基神经网络 粒子群算法

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矢量喷管六分量测力试验台的研制 被引量：16

4

作者 付尧明 王强 +2 位作者 额日其太 仇畔祥 熊章荣 《流体力学实验与测量》 CSCD 北大核心 2002年第1期87-93,共7页

为用于矢量喷管试验而研制的新型六分量天平试验台选择台式天平作为测力天平设计方案、对称全弹性波纹管作为连接试验台和固定管道的引气管道 ,采用地轴单元校和地轴多元校获取天平工作公式 ,并采用试验修正消除波纹管的影响。根据天平... 为用于矢量喷管试验而研制的新型六分量天平试验台选择台式天平作为测力天平设计方案、对称全弹性波纹管作为连接试验台和固定管道的引气管道 ,采用地轴单元校和地轴多元校获取天平工作公式 ,并采用试验修正消除波纹管的影响。根据天平静校和标准收敛喷管的动校检验 ,该天平性能达到了设计要求 ,说明天平的研制是成功的。 展开更多

关键词 矢量喷管试验 波纹管 天平校准 测力天平 六分量天平试验台

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二元喉道倾斜矢量喷管的数值模拟 被引量：4

5

作者 王菲 额日其太 +1 位作者 李家军 王强 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期388-390,433,共4页

利用数值模拟方法,对二元喉道倾斜矢量喷管进行了研究.研究了喉道单侧注气、扩张段辅助注气对喷管流场和性能的影响.研究结果表明:喉道单侧注气可以产生不对称的流动,产生矢量推力,但是推力矢量效率较低;扩张段辅助注气可以显著提高喷... 利用数值模拟方法,对二元喉道倾斜矢量喷管进行了研究.研究了喉道单侧注气、扩张段辅助注气对喷管流场和性能的影响.研究结果表明:喉道单侧注气可以产生不对称的流动,产生矢量推力,但是推力矢量效率较低;扩张段辅助注气可以显著提高喷管的推力矢量性能;只有注气流量比较大时,才会出现典型的"喉道倾斜"现象;但是推力矢量控制效率最高的区域并不是出现在"喉道倾斜"之后,而是出现在弓形激波位置逐渐前移、扩张段注气口上游亚音速区域不断扩大的过程中. 展开更多

关键词 矢量喷管 流体控制 喉道倾斜 射流

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轴对称矢量喷管数值模拟及数学模型研究 被引量：8

6

作者 卢燕 樊思齐 马会民 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期383-386,共4页

应用数值模拟方法对轴对称推力矢量喷管的内流场性能进行了研究 ,采用 Jameson提出的有限体积法计算了矢量喷管的内部流场和性能参数 ,分析了性能参数及其相关参数之间的关系 。

关键词 轴对称 矢量喷管 数值模拟 有限体积法 数学模型 推力矢量 飞机

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矢量喷管偏转对发动机推力的影响 被引量：10

7

作者 丁凯锋 王小峰 樊思齐 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期23-25,共3页

建立了轴对称矢量喷管数学模型和带这种矢量喷管的发动机数学模型 ,研究了矢量喷管偏转时引起的发动机推力的变化。研究结果表明 :喷管的有效矢量角与几何矢量角近似成正比 ;喷管偏转角较小时 ,喷管的流量系数及发动机的总推力几乎不随... 建立了轴对称矢量喷管数学模型和带这种矢量喷管的发动机数学模型 ,研究了矢量喷管偏转时引起的发动机推力的变化。研究结果表明 :喷管的有效矢量角与几何矢量角近似成正比 ;喷管偏转角较小时 ,喷管的流量系数及发动机的总推力几乎不随几何矢量角变化 ,喷管偏转角较大时 ,喷管的流量系数及发动机的总推力随着几何矢量角的增大而减小 ;发动机的轴向推力随着几何矢量角的增大而减小 。 展开更多

关键词 航空发动机 发动机喷管 可动喷管 推力向量控制

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带二次流增推喷管的脉冲爆震发动机推进性能分析 被引量：5

8

作者 郑华雷 邱华 +1 位作者 熊姹 郑龙席 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1002-1008,共7页

为了研究带二次流喷管的脉冲爆震发动机的推进性能,结合广义一维流动模型和等容循环模型建立了对应的数学模型,对在二次流影响下的喷管推力系数进行了研究。计算结果表明:在定常流动中,若喷管几何构型不变,当喷管落压比小于一个临界值时... 为了研究带二次流喷管的脉冲爆震发动机的推进性能,结合广义一维流动模型和等容循环模型建立了对应的数学模型,对在二次流影响下的喷管推力系数进行了研究。计算结果表明:在定常流动中,若喷管几何构型不变,当喷管落压比小于一个临界值时,注入二次流可以提高其性能。在爆震循环中,若燃烧后压力一定,存在一个最佳扩张比的喷管,使发动机平均推力系数达到最大值,若二次流连续注入,当喷管的扩张比大于一个临界值时,注入二次流会提高发动机性能,但是不能提高其最大平均推力系数;采用间断注入二次流的方案,可以提高此燃烧后压力对应的最大平均推力系数,当燃烧后压力为5MPa时,提升率可以达到2.4%。 展开更多

关键词 广义一维流动模型 等容循环模型 脉冲爆震发动机 二次流喷管 落压比 推力系数

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流体喉部喷管二次流矢量控制方案 被引量：11

9

作者 张建华 谢侃 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期309-313,318,共6页

针对结合了二次流矢量控制的固体火箭发动机流体喉部喷管进行了研究.通过数值模拟着重分析了同时存在推力大小调节和方向改变的工况,即喷管喉部和扩张段上同时存在二次流时的情况.比较了典型的9种二次流喷射方案喉部控制性能和推力矢量... 针对结合了二次流矢量控制的固体火箭发动机流体喉部喷管进行了研究.通过数值模拟着重分析了同时存在推力大小调节和方向改变的工况,即喷管喉部和扩张段上同时存在二次流时的情况.比较了典型的9种二次流喷射方案喉部控制性能和推力矢量性能,并讨论了喉部存在二次流时对下游二次流矢量控制的影响.方案的比较结果为实际设计、方案选型提供了参考. 展开更多

关键词 火箭发动机 流体喉部 矢量控制 数值模拟

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射流分配对喉道气动偏转矢量喷管的影响 被引量：3

10

作者 周敏 王如根 +1 位作者 张相毅 徐学邈 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期58-61,共4页

采用基于雷诺平均的二维N-S方程和RNGk-ε湍流模型对二元喷管喉道气动偏转矢量控制时的流场进行了数值模拟,计算结果表明在小扩张比、短扩散段喷管上,在喉道气动偏转矢量控制方案下主流可以实现亚声速偏转。在此基础上数值分析了喉部和... 采用基于雷诺平均的二维N-S方程和RNGk-ε湍流模型对二元喷管喉道气动偏转矢量控制时的流场进行了数值模拟,计算结果表明在小扩张比、短扩散段喷管上,在喉道气动偏转矢量控制方案下主流可以实现亚声速偏转。在此基础上数值分析了喉部和扩散段射流流量的分配对喷管流场的影响,研究表明要获得更大的推力矢量角,应该将更多的流量分配在扩散段射流缝处,经过计算得到较佳的扩散段射流流量和喉部射流流量分配比例大约为3∶1。 展开更多

关键词 喉道气动偏转 射流分配 推力矢量 喷管流场

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双喉道射流推力矢量喷管的数值模拟研究 被引量：2

11

作者 张强 杨永 李喜乐 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期754-759,共6页

文章利用数值模拟手段,对双喉道射流推力矢量喷管展开研究,探讨了双喉道喷管产生推力矢量的原理,通过与实验的比较,验证了采用数值算法进行射流推力矢量研究的可行性,并在多个主喷流压比NPR=2、4、7下,系统考察了次流注入角度、空腔收... 文章利用数值模拟手段,对双喉道射流推力矢量喷管展开研究,探讨了双喉道喷管产生推力矢量的原理,通过与实验的比较,验证了采用数值算法进行射流推力矢量研究的可行性,并在多个主喷流压比NPR=2、4、7下,系统考察了次流注入角度、空腔收敛角、上游喉道高度等喷管设计参数对其性能的影响,利用这些设计变量的参数化研究得出的规律,确定了一个相对较优的双喉道喷管参数组合方案:l=2.6hdt,hut=0.96hdt,1θ=10°,2θ=40°,=130,°在NPR=4,3%次流注入量时,该方案喷管产生的推力矢量偏角是14.65,°矢量效率是98.85%。 展开更多

关键词 双喉道喷管 射流推力矢量 主喷流压比NPR 矢量效率

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轴对称激波诱导矢量喷管三维两相流数值模拟 被引量：1

12

作者 宋亚飞 高峰 +1 位作者 马岑睿 文科 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期239-244,共6页

运用颗粒轨道模型对轴对称激波诱导矢量喷管内流场进行了数值模拟,并与纯气相条件下的计算结果进行了对比分析,研究了1～30μm不同直径颗粒的运动轨迹和内流场参数的分布特征,并对矢量喷管的推力性能进行了研究。结果表明,颗粒相的加入... 运用颗粒轨道模型对轴对称激波诱导矢量喷管内流场进行了数值模拟,并与纯气相条件下的计算结果进行了对比分析,研究了1～30μm不同直径颗粒的运动轨迹和内流场参数的分布特征,并对矢量喷管的推力性能进行了研究。结果表明,颗粒相的加入对射流推力矢量喷管内流场和推力性能都带来很大影响,影响规律与颗粒直径密切相关。为两相流条件下射流矢量喷管的试验研究提供了一定依据。 展开更多

关键词 推力矢量 射流推力矢量喷管 三维两相流 颗粒轨道模型 数值仿真

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不同湍流模型在射流推力矢量喷管数值模拟中的比较分析研究 被引量：7

13

作者 张强 杨永 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期62-67,共6页

利用数值模拟手段,分别求解以SA、SST k-ω、EASM k-ω或k-ζ湍流模型封闭的RANS方程,针对激波控制射流推力矢量喷管展开研究,在多个主喷流压比NPR(4.6,7.0,8.78,10.0)和次主流压比SPR(0.7,1.0)下,系统考察了四种不同湍流模型对射流推... 利用数值模拟手段,分别求解以SA、SST k-ω、EASM k-ω或k-ζ湍流模型封闭的RANS方程,针对激波控制射流推力矢量喷管展开研究,在多个主喷流压比NPR(4.6,7.0,8.78,10.0)和次主流压比SPR(0.7,1.0)下,系统考察了四种不同湍流模型对射流推力矢量喷管性能参数及主喷管内壁面压力分布的预测能力,探讨了激波控制产生推力矢量随不同参数的变化规律。并基于数值分析,定量给出了二次射流所带来的主喷管性能损失。数值计算结果表明,四种湍流模型都能比较准确预测出射流推力矢量喷管的性能参数,在激波捕捉和压力预测方面,相对而言SST k-ω模型最为准确。 展开更多

关键词 湍流模型 RANS 射流推力矢量 矢量效率

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固体火箭发动机射流推力矢量喷管气固两相流数值模拟 被引量：3

14

作者 宋亚飞 高峰 +1 位作者 张志峰 文科 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2011年第6期133-136,140,共5页

用颗粒轨道模型对基于激波控制的二维收缩扩张(2DCD)喷管中的气固两相流动进行了数值模拟,并与纯气相条件下的计算结果进行了对比分析,研究了1～40μm不同直径颗粒的运动轨迹和内流场参数的分布特征,并对矢量喷管的推力性能进行了研究... 用颗粒轨道模型对基于激波控制的二维收缩扩张(2DCD)喷管中的气固两相流动进行了数值模拟,并与纯气相条件下的计算结果进行了对比分析,研究了1～40μm不同直径颗粒的运动轨迹和内流场参数的分布特征,并对矢量喷管的推力性能进行了研究。研究表明,颗粒相的加入和颗粒直径的变化对矢量喷管的内流场和推力性能都有较大影响。在进行射流推力矢量喷管的设计和性能计算时一定要考虑颗粒相的影响。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 射流推力矢量喷管 两相流 颗粒轨道模型 数值模拟

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射流位置对喷管喉道倾斜矢量控制方案的影响分析 被引量：1

15

作者 张相毅 王如根 +1 位作者 徐学邈 周敏 《流体机械》 CSCD 北大核心 2007年第6期32-35,共4页

利用RNG k-ε湍流模型,采用局部网格加密技术,求解三维N-S方程对某型二元喷管喉道倾斜矢量控制时的全流场进行了数值模拟。研究表明在小扩张比、短扩散段喷管上,采用喉道倾斜矢量控制方案主流可以实现亚音速偏转。采用三维曲面生成法分... 利用RNG k-ε湍流模型,采用局部网格加密技术,求解三维N-S方程对某型二元喷管喉道倾斜矢量控制时的全流场进行了数值模拟。研究表明在小扩张比、短扩散段喷管上,采用喉道倾斜矢量控制方案主流可以实现亚音速偏转。采用三维曲面生成法分析了调整喉部射流位置和扩张段射流位置对喷管流场的影响,计算表明喉部射流位置越接近喉部,扩张段射流位置越靠近喷口,产生的推力矢量越大。 展开更多

关键词 喉道倾斜 射流位置 推力矢量 喷管流场

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可压缩修正的k-ε模型数值模拟喉道变形的推力矢量喷管 被引量：1

16

作者 汪东 刘明侯 +2 位作者 韩省思 张先锋 陈义良 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期260-264,共5页

提出利用智能可变形材料,通过喷管喉道变形,实现喷管的推力矢量控制。将标准的k-ε双方程湍流模型进行可压缩性修正,对喉道二次流矢量喷管进行了数值模拟,并与实验结果进行比较,发现可压缩修正的k-ε双方程模型较标准k-ε模型、单方程... 提出利用智能可变形材料,通过喷管喉道变形,实现喷管的推力矢量控制。将标准的k-ε双方程湍流模型进行可压缩性修正,对喉道二次流矢量喷管进行了数值模拟,并与实验结果进行比较,发现可压缩修正的k-ε双方程模型较标准k-ε模型、单方程模型具有更好的计算结果;同时,利用修正的湍流模型对基于喉道智能变形的推力矢量喷管进行数值模拟,结果表明该推力矢量控制方法较喉道二次流推力矢量喷管具有更好推进效率,但推力矢量角度控制范围降低。 展开更多

关键词 推力矢量 智能变形 修正的k-ε模型

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可压缩修正的k-ε模型在喉部射流推力矢量喷管中的应用 被引量：1

17

作者 汪东 刘明侯 +2 位作者 韩省思 张先锋 陈义良 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期405-409,共5页

对标准的k-ε双方程湍流模型进行了可压缩性修正,并数值研究二次流矢量喷管中二次流不同入射角度时,二次流入射质量比对矢量偏角、推力效率的影响.通过比较实验数据,发现可压缩修正的k-ε双方程模型较标准k-ε模型、单方程湍流模型具有... 对标准的k-ε双方程湍流模型进行了可压缩性修正,并数值研究二次流矢量喷管中二次流不同入射角度时,二次流入射质量比对矢量偏角、推力效率的影响.通过比较实验数据,发现可压缩修正的k-ε双方程模型较标准k-ε模型、单方程湍流模型具有更好的计算精度.数值研究结果发现,二次流在获得较大的矢量偏角同时,系统推力效率降幅较小;当二次流入射角度为150°时,系统具有最大的矢量偏角. 展开更多

关键词 推力矢量 喉部二次射流 可压缩修正的k-ε模型

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摆动喷管推力矢量控制弹性弹体的建模研究 被引量：1

18

作者 董小萌 刘晓东 王建敏 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期650-656,681,共8页

弹性弹体的建模研究是摆动喷管推力矢量技术应用于我国未来防空导弹上面临的首要任务。以俯仰通道为例,对弹性弹体在飞行过程中受到的力和力矩进行了详细的分析,其中包括单喷管模型以及弹性振动模型的分析。基于某些可行性的假设条件,... 弹性弹体的建模研究是摆动喷管推力矢量技术应用于我国未来防空导弹上面临的首要任务。以俯仰通道为例,对弹性弹体在飞行过程中受到的力和力矩进行了详细的分析,其中包括单喷管模型以及弹性振动模型的分析。基于某些可行性的假设条件,建立了弹性弹体俯仰通道的小扰动线性化方程组,并进一步给出了弹性弹体俯仰运动系统的状态空间模型。根据等效性原则,同时给出了一个降阶的、可面向弹性振动主动控制的状态空间模型。最后,在选取的飞行特征点附近,通过对某型防空导弹的幅频特性仿真,验证了该弹体存在的弹性振动对其运动系统的影响。 展开更多

关键词 摆动喷管 推力矢量 防空导弹 弹性振动 建模 主动控制

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基于UG/Motion的轴对称球面塞式矢量喷管运动仿真 被引量：2

19

作者 赵春生 金文栋 +1 位作者 徐速 杜桂贤 《航空发动机》 2013年第5期51-54,70,共5页

根据轴对称球面塞式矢量喷管的结构特点,应用UG NX软件自顶向下装配建模技术建立了该喷管3维实体模型,并运用UG/Motion技术建立该喷管的运动模型。通过对该运动模型的运动仿真模拟了该喷管的真实非矢量和矢量运动状态,验证了运动机构方... 根据轴对称球面塞式矢量喷管的结构特点,应用UG NX软件自顶向下装配建模技术建立了该喷管3维实体模型,并运用UG/Motion技术建立该喷管的运动模型。通过对该运动模型的运动仿真模拟了该喷管的真实非矢量和矢量运动状态,验证了运动机构方案的合理性和可行性。初步研究了矢量作动筒不同布置方式对控制规律的影响,确定矢量作动筒的控制规律及行程范围和主要运动构件的运动轨迹,为喷管模型试验件工程设计提供了依据。 展开更多

关键词 轴对称球面塞式矢量喷管 UG NX 自顶向下建模 运动仿真

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湍流模型在单／双缝引射矢量喷管中的验证分析研究 被引量：1

20

作者 张强 杨永 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期668-674,共7页

利用数值模拟方法,分别求解以SA、SSTk-ω、EASMk-ω或k-ζ湍流模型封闭的RANS方程,针对单/双缝引射的激波控制射流推力矢量喷管展开研究,在多个主喷流压比NPR(4.6,7.0,8.78,10.0)和次主流压比SPR(0.7,1.0)下,系统考察了四种不同湍流模... 利用数值模拟方法,分别求解以SA、SSTk-ω、EASMk-ω或k-ζ湍流模型封闭的RANS方程,针对单/双缝引射的激波控制射流推力矢量喷管展开研究,在多个主喷流压比NPR(4.6,7.0,8.78,10.0)和次主流压比SPR(0.7,1.0)下,系统考察了四种不同湍流模型对射流推力矢量喷管内外流场的流场结构,性能参数及主喷管内壁面压力分布的预测能力,探讨了由激波控制产生的推力矢量随不同参数的变化规律。数值计算结果表明,四种湍流模型都能比较准确地预测出射流推力矢量喷管的性能参数和喷管流场结构,双缝引射的推力矢量效率并不一定优于单缝引射。 展开更多

关键词 湍流模型 RANS 射流推力矢量 分离流

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