某助推器环形喷管效率分析

采用基于雷诺平均的二维Naiver-Stokes方程和标准κ-ε湍流模型的有限体积法,对某助推器环形喷管内流场进行了数值仿真计算,分析了中心体角度和长度对喷管效率的影响。结果表明,增大中心体角度可有效增加发动机推力系数,提高喷管效率;随着中心体长度的增加,发动机推力系数呈上升趋势,但有一定的波动,波动程度与中心体角度有关。所得结论可为环形喷管的设计提供参考。     

结构参数对多喷管超声速引射器启动性能影响的数值仿真

多喷管超声速引射器由于多股超声速一次流之间干扰严重会引入较大的能量损失,其启动压力较高且受引射器结构的影响较大,因此需要仔细考察其启动性能.采用三维雷诺平均方程RNG和k-ε双方程瑞流模型,通过数值研究了引射喷管安装构型和引射管道型面对某矩形多喷管超声速引射器启动性能的影响.计算结果表明多喷管超声速引射器的结构对其启动...     

固体火箭发动机喷管及出口处流场特性的数值分析

采用STAR-CD计算流体软件对某俄式发动机的喷管内流场及喷管出口处流场进行了三维的数值仿真与研究。分析了喷管内流场及喷管出口处流场的流动情况和设置不同出口边界位置对喷管中流场分离点及斜激波反射点的位置的影响,得到了清晰的流场压力与马赫数的分布云图与曲线图。仿真结果与地面热试车试验测得的结果相吻合。可为固体火箭发动机喷管的设计与研究提供有效参考。     

用于串联战斗部的环形切割器优化设计

为了优化设计用于串联战斗部前端的环形切割器,通过ANSYS进行环形切割器建模,利用LS-DY-NA对相等装药条件下多个药型罩开口角度方案、三种装药形状的环形切割器对靶板的切割效果进行后效仿真分析。仿真结论表明,60°锥角、柱锥体装药形状的环形切割器对靶板的切割效果更为理想。通过与相关试验数据的对比,初步验证了数值仿真的准确性。该结论有助于新型环形切割器的优化设计。     

二元喷管气动喉道控制性能的仿真研究

为了研究射流总温与射流通道结构对喷管喉道面积控制的影响规律,文中对二元收扩喷管的气动喉道控制进行数值模拟,研究结果表明:增大射流总温能使喉道面积控制效率增大;对比两种采用不同射流通道的气动喷管,在低射流总压比下采用收敛型射流通道的喷管喉道面积控制效率较高,在高射流总压比下采用收扩型射流通道的喷管喉道面积控制效率较高;射流总压比增大喉道面积控制效率先增大后减小;由此归纳出射流速度增大能明显提高射流的喉道面积控制效率.     

可抛式延伸喷管的瞬态温度场和热应力分析计算

已知某固体火箭发动机燃烧产物的热力学特性和发动机性能参数.对该延伸喷管建立二维轴对称有限元计算模型后,对工作时间内瞬态温度场和热应力进行分析计算.得到工作过程中各个时刻结构温度分布和应力分布,验证了结构的热防护和强度.为后续喷管设计提供理论参考.     

喉栓式固体火箭发动机喷管性能影响研究

对喉栓式固体火箭发动机内流场进行了稳态数值模拟,分析了喉栓头部型面、喉栓尺寸、喉栓位置对发动机性能的影响规律,结果表明发动机效率受喉栓头部型面、尺寸、位置等因素影响显著,所提供的结论可为喉栓式变推力固体火箭发动机的设计、试验及应用提供参考依据.     

一种自适应喷管面积调节机构

通过调节喷管喉部面积,可使单室双推力固体火箭发动机在较小的压强比下,产生更大的推力比,提升固体火箭发动机的综合性能。文中介绍了一种单室双推力固体火箭发动机喷管喉道面积调节机构,可利用火箭发动机自身燃气压强形成压强差驱动调节机构,完成喷管喉部面积的调节。文中详细论述了机构的工作原理,通过工作过程仿真和模拟试验验证了其工作机理的可行性,喷管有结构简单、易于实现的优点。     

某型导弹助推器潜入式喷管失效机理分析

针对某型导弹助推器喷管地面试车时出现喷管烧穿飞出的问题,采用故障树分析法,对喷管失效原因进行逐项分析,结合喷管热结构仿真计算获得的等效应力大小与状态,探讨了喷管的失效原因.结果表明:喷管内部绝热套脱粘使其在工作时产生较大的应力,造成绝热套局部热防护失效,影响喷管与燃烧室之间的密封,最终导致穿火.     

液体燃料云团形成过程的数值仿真

针对液体燃料的爆炸抛散问题,本文建立了物理数学模型来描述气液云雾形成的初期运动和发展过程。对于初期运动（近场）,建立一维气相运动模型,同时利用移动边界法处理气、液的接触边界。对于后期的气、液多相混合流动过程（远场）,建立二维多相流模型。对爆炸抛散全过程编制了计算程序。数值仿真给出了云雾区内重要参数的分布,计算得到的云雾外形变化与试验结果有较好的一致性。     

鱼雷涡轮机斜切喷管内流场数值模拟

基于求解雷诺平均的Navier—Stokes方程组,对鱼雷燃气涡轮机斜切喷管内流场进行了数值模拟计算,研究了斜切喷管气动特性随膨胀比的变化关系。数值模拟结果表明,该文所使用的数值模拟方法能够较好地捕捉斜切喷管内部存在的各种复杂流动结构,合理地预测了斜切喷管内部流场随膨胀比的变化趋势;喷管处于膨胀过度状态时,喷管出口会出现激波,造成激波损失,激波与边界层干涉,使得流动损失进一步增大,引起喷管气动性能的迅速恶化,设计时应尽量避免;对于既定尺寸的喷管,膨胀比大于临界流量膨胀比时,通过喷管的燃气流量保持最大流量不变。     

气体二次喷射矢量喷管混合流场数值模拟

采用二维雷诺平均方程和κ-ε湍流模型对气体二次喷射矢量喷管复杂干扰内流场进行数值模拟。空间上采用二阶迎风格式进行耦合求解，时间上采用显式Runge-Kutta方法进行迭代推进．直至流场收敛。数值模拟得到矢量喷管二次射流的激波系结构．以及复杂的主／次流干扰流动图像。二次喷射流场包含复杂的涡系结构和波系结构，还存在着边界层与激波的相互干扰、自由剪切层、激波、膨胀波和大尺寸分离。数值模拟还表明，二次冷喷流对喷管扩散段出口附近壁面有非常明显的冷却作用。     

固体火箭发动机喷管分离流动及其数值模拟

大面积比喷管在火箭发动机工作过程中可能产生流动分离的问题,为研究喷管流动分离对喷管性能的影响,利用计算流体力学软件CFX对某固体火箭发动机大面积比喷管内燃气分离流动进行数值模拟。计算出啧管在几种不同入口总压情况下的流场参数分布,显示分离流动会改变燃气内流场流动参数分布,进而会对喷管推力稳定性和热防护性产生不利影响。该研究能为进一步研究大面积比喷管设计提供参考。     

射流推力矢量喷管粒子沉积特性数值模拟

运用粒子轨道模型对基于激波控制的三维轴对称收缩扩张喷管中的气固两相流动进行了数值模拟,研究了1～100μm不同直径粒子的沉积特性。计算结果表明:主流中粒子的沉积部位主要集中在喷管的收敛段和喉部附近,粒子直径越大,沉积区域越大,大沉积率越高;二次流中的大尺寸粒子会对扩张段壁面造成烧蚀。射流推力矢量喷管的热防护设计应充分考虑到二次流中粒子对壁面的烧蚀。     

单面膨胀高超音速尾喷管内流场的数值模拟

针对设计的高超音速动力系统用单斜面膨胀喷管流动特点，采用三维质量平均Navier-Stokes方程，空间三阶精度高分辨率NND差分格式及可实现（Realizable）κ-ε湍流模型．对所设计的Ⅰ型和Ⅱ型喷管内流场进行了数值模拟，获得了喷管的流场参数分布。计算结果表明：喷管扩散段长度及出口斜切角变化对喷管出口流场会产生影响，Ⅱ型喷管的设计较为合理。     

高超音速动カ系统用单斜面膨胀喷管内流场的数值模拟

针对设计的高超音速动力系统用单斜面膨胀喷管流动特点，采用三维质量平均Navier-Stokes方程，空间三阶精度高分辨率NND差分格式及可实现k一ε湍流模型，对喷管内流场进行了数值模拟，获得了喷管的流场参数分布。计算结果表明：喷管扩散段长度及出口斜切角变化对喷管出口流场会产生影响；Ⅱ型喷管的设计较为合理。     

对撞式喷嘴在大气环境中喷雾实验与数值模拟

为了研究对撞式喷嘴在大气环境中的喷雾特性,设计了对撞式喷嘴喷雾实验装置。采用相位多普勒粒子动态分析仪（ PDA）,测量了不同工况下含能液体模拟工质雾化场液滴的特征参数,获得了不同喷射压力下液滴索特尔平均直径D32的分布规律以及喷雾场液滴轴向速度vz 沿轴向和径向的分布规律。在实验基础上,建立喷雾场二维非稳态简化模型,气相采用k－ε湍流模型,液滴破碎采用泰勒类比破碎模型。结果表明：喷雾场从起始到统计稳定的发展过程约需15 ms,液滴索特尔平均直径D32的分布规律、轴向速度的计算值与实验结果基本吻合。     

侧喷管脉冲发动机内流场数值模拟

为研究侧喷管脉冲发动机的性能,运用流体计算软件对作为制导弹药推力矢量控制系统执行结构的侧喷管脉冲发动机内的三维流场进行数值模拟,分析了偏心段偏心距离、喷管至偏心段距离、偏心段长度对发动机流场结构和发动机性能参数的影响。研究结果表明:随着脉冲发动机偏心段向上移动,其径向推力减小,推力中心由喷管中心内侧向外侧移动; 随着喷管至偏心段距离的增加,径向推力先增大、后减小,推力中心发生阶跃性的变化; 受发动机结构的限制,偏心段长度对发动机性能的影响较小; 采用的数值模拟方法可以用于侧喷脉冲发动机流场及性能预示计算。     

非对称方形尾喷管内流场数值分析与推力特性研究

文中建立了非对称方形尾喷管及传统轴对称尾喷管的物理数学模型,基于N-S方程和RNG k-ε湍流模型,对两种尾喷管三维内流场进行了数值分析,研究了非对称方形尾喷管内部流动参数的变化趋势及其推力特性.结果表明:在相同收敛段、喷管长度和扩张比的条件下,两种喷管内的流动参数变化趋势一致与轴对称喷管相比,非对称方形尾喷管推力略低,但能够保证喷管的推力性能水平.