一種矢量增強(qiáng)型雙喉道射流矢量噴管的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證研究.pdf

1、在雙喉道射流推力矢量噴管的基礎(chǔ)上,本文提出了一種矢量增強(qiáng)型雙喉道射流矢量噴管的概念:在噴管尾部增加一擴(kuò)張段,利用流體的附壁效應(yīng)使主流在擴(kuò)張段中進(jìn)一步偏轉(zhuǎn),從而獲取更大的矢量角。借助CFD技術(shù),對(duì)該類噴管的設(shè)計(jì)規(guī)律進(jìn)行了研究,獲得了擴(kuò)張段的主要設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)噴管性能和流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律,繼而提出了擴(kuò)張段開(kāi)縫設(shè)計(jì)方案以解決擴(kuò)張段中主流過(guò)膨脹引起的推力性能過(guò)低的問(wèn)題。而后,設(shè)計(jì)并搭建了噴管實(shí)驗(yàn)臺(tái),根據(jù)數(shù)值模擬的結(jié)果設(shè)計(jì)了多組噴管實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?并對(duì)其開(kāi)

2、展了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證研究。
　　 研究結(jié)果表明,空腔長(zhǎng)度、空腔擴(kuò)張角、空腔收斂角、擴(kuò)張段擴(kuò)張角、擴(kuò)張段長(zhǎng)度、擴(kuò)張段型線等設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)矢量增強(qiáng)型雙喉道射流矢量噴管的性能及內(nèi)部流動(dòng)結(jié)構(gòu)均有著較為顯著的影響。內(nèi)凹型擴(kuò)張段在二維仿真下得到了24.96°的矢量角、8.99°/1％次流量的矢量效率,其推力系數(shù)為0.900。開(kāi)縫設(shè)計(jì)方案利用狹縫引入環(huán)境氣流可以顯著地改善內(nèi)凹型擴(kuò)張段推力性能過(guò)低的問(wèn)題,開(kāi)縫數(shù)和開(kāi)縫角對(duì)噴管性能有著顯著的影響,在開(kāi)縫數(shù)3、

3、開(kāi)縫角30°條件下得到了23.02°的矢量角、8.46°/1％次流量的矢量效率和0.935的推力系數(shù)。在高空外流的干擾下,噴管上下外壁面的壓力差對(duì)噴管性能的影響極其顯著,而開(kāi)縫設(shè)計(jì)的內(nèi)凹型擴(kuò)張段此時(shí)仍有著較高的矢量性能和推力性能,開(kāi)縫數(shù)3、開(kāi)縫角30°時(shí),得到了23.92°的矢量角,9.48°/1％次流量的矢量效率和0.945的推力系數(shù)。另外,所搭建的噴管實(shí)驗(yàn)臺(tái)可在較寬廣的NPR、SPR范圍內(nèi)對(duì)射流矢量噴管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,且所獲得的多組噴