一種矢量增強型雙喉道射流矢量噴管的數(shù)值模擬及實驗驗證研究.pdf

1、在雙喉道射流推力矢量噴管的基礎上,本文提出了一種矢量增強型雙喉道射流矢量噴管的概念:在噴管尾部增加一擴張段,利用流體的附壁效應使主流在擴張段中進一步偏轉(zhuǎn),從而獲取更大的矢量角。借助CFD技術(shù),對該類噴管的設計規(guī)律進行了研究,獲得了擴張段的主要設計參數(shù)對噴管性能和流場結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律,繼而提出了擴張段開縫設計方案以解決擴張段中主流過膨脹引起的推力性能過低的問題。而后,設計并搭建了噴管實驗臺,根據(jù)數(shù)值模擬的結(jié)果設計了多組噴管實驗模型,并對其開

2、展了實驗驗證研究。
　　 研究結(jié)果表明,空腔長度、空腔擴張角、空腔收斂角、擴張段擴張角、擴張段長度、擴張段型線等設計參數(shù)對矢量增強型雙喉道射流矢量噴管的性能及內(nèi)部流動結(jié)構(gòu)均有著較為顯著的影響。內(nèi)凹型擴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。開縫設計方案利用狹縫引入環(huán)境氣流可以顯著地改善內(nèi)凹型擴張段推力性能過低的問題,開縫數(shù)和開縫角對噴管性能有著顯著的影響,在開縫數(shù)3、

3、開縫角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噴管性能的影響極其顯著,而開縫設計的內(nèi)凹型擴張段此時仍有著較高的矢量性能和推力性能,開縫數(shù)3、開縫角30°時,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,所搭建的噴管實驗臺可在較寬廣的NPR、SPR范圍內(nèi)對射流矢量噴管進行實驗研究,且所獲得的多組噴