基于激波控制的流体推力矢量喷管试验 被引量：16

1

作者 王占学 王玉男 +1 位作者 李志杰 辛晓龙 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期751-756,共6页

以二元收扩喷管为对象,开展了基于二次流喷射的流体推力矢量技术研究。基于试验研究,得到了不同喷管落压比、不同的二次流总压比和不同的二次流喷射角度多种工况下的喷管上下壁面中心线压力分布规律以及喷管壁面油流分布图。通过对不同... 以二元收扩喷管为对象,开展了基于二次流喷射的流体推力矢量技术研究。基于试验研究,得到了不同喷管落压比、不同的二次流总压比和不同的二次流喷射角度多种工况下的喷管上下壁面中心线压力分布规律以及喷管壁面油流分布图。通过对不同工况下参数变化规律分析,给出了基于二次流喷射的流体推力矢量喷管的主次流气动参数及几何参数对流体推力矢量喷管流场结构和性能影响的关联关系。从试验和分析结果可以看出,喷管落压比、二次流总压比和二次流喷射角度等喷管的主次流气动几何参数对基于流体推力矢量喷管参数变化有明显的影响。 展开更多

关键词 流体推力矢量 激波控制 矢量角

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射流推力矢量控制技术研究 被引量：13

2

作者 连永久 《飞机设计》 2008年第2期19-24,共6页

射流推力矢量控制技术是一种全新概念推力矢量技术,其具有机械式推力矢量喷管无法比拟的优点。文中概要介绍了射流推力矢量控制技术喷管的工作原理、基本概念和发展情况.着重介绍了几种典型控制方法和其优缺点,以及国内外试验情况,并提... 射流推力矢量控制技术是一种全新概念推力矢量技术,其具有机械式推力矢量喷管无法比拟的优点。文中概要介绍了射流推力矢量控制技术喷管的工作原理、基本概念和发展情况.着重介绍了几种典型控制方法和其优缺点,以及国内外试验情况,并提出国内在射流推力矢量控制技术方面应发展的方向。 展开更多

关键词 二次流 射流推力矢量 喷管 激波 反向流

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二次流喷射位置对流体推力矢量喷管气动性能影响的数值模拟 被引量：11

3

作者 李志杰 王占学 蔡元虎 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1603-1608,共6页

数值模拟了二次流喷射位置对基于激波控制的二维收-扩(2DCD)喷管的流体推力矢量气动性能,结果表明喷射位置对矢量角有较大影响,在喷管落压比NPR=4.5时,二次流喷射位置相对位于喷管发散段中部时,矢量角最大;在NPR≥7.2时,二次流喷射位置... 数值模拟了二次流喷射位置对基于激波控制的二维收-扩(2DCD)喷管的流体推力矢量气动性能,结果表明喷射位置对矢量角有较大影响,在喷管落压比NPR=4.5时,二次流喷射位置相对位于喷管发散段中部时,矢量角最大;在NPR≥7.2时,二次流喷射位置越靠近出口,矢量角越大.喷射位置对推力系数及流量系数的影响不大. 展开更多

关键词 流体推力矢量 矢量角 二维收缩扩张(2DCD)喷管

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气动矢量喷管二次流对发动机性能的影响 被引量：4

4

作者 张晓博 王占学 刘增文 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期3-7,共5页

发动机处于推力矢量的工作状态时,二次流引气和喷射均会对发动机的部件匹配和性能产生影响。将气动矢量喷管置于发动机环境下,综合考虑了从风扇/高压压气机引出二次流,及二次流在喷管扩张段与主流的掺混等过程对发动机性能的影响。基于... 发动机处于推力矢量的工作状态时,二次流引气和喷射均会对发动机的部件匹配和性能产生影响。将气动矢量喷管置于发动机环境下,综合考虑了从风扇/高压压气机引出二次流,及二次流在喷管扩张段与主流的掺混等过程对发动机性能的影响。基于发动机部件匹配技术及CFD技术,对二次流对发动机性能的影响进行了数值模拟。结果表明:选取风扇或高压压气机引气实现气动矢量喷管,均会使发动机性能有较大幅度的下降;在满足二次流压力需求的前提下,宜采用风扇引气作为二次流气源。 展开更多

关键词 航空发动机 气动矢量喷管 数值模拟 二次流位置

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来流马赫数对射流矢量喷管内流场影响的动态模拟

5

作者 宋亚飞 高峰 杨小秋 《火箭推进》 CAS 2011年第6期38-42,46,共6页

以二维拉瓦尔喷管为对象,利用非定常雷诺平均N-S方程和RNGκ-ε两方程湍流模型对激波控制的射流推力矢量喷管非定常流场进行研究,分析了来流马赫数连续变化对喷管流场的影响,得出喷管推力性能的变化规律。结果表明;在亚声速来流中,轴向... 以二维拉瓦尔喷管为对象,利用非定常雷诺平均N-S方程和RNGκ-ε两方程湍流模型对激波控制的射流推力矢量喷管非定常流场进行研究,分析了来流马赫数连续变化对喷管流场的影响,得出喷管推力性能的变化规律。结果表明;在亚声速来流中,轴向力随飞行马赫数增加而小幅上升,侧向力变化不大;在跨声速来流中,轴向推力和侧向推力都急剧下降;来流马赫数为超声速时,推力随马赫数的增加而减小。推力矢量角和推力系数分别与侧向力和轴向力的变化规律相似。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 射流推力矢量 二次流 内流场 数值模拟

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流体控制矢量喷管启动过程的瞬态响应

6

作者 王猛杰 额日其太 王强 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2364-2370,共7页

采用三维非定常数值模拟方法对流体矢量喷管启动的瞬态响应过程进行了研究,给出了流场的演化特性及性能参数的响应时间.根据不同时刻的流场和壁面压力分布,分析后得到了注气附近射流扰动波系及漩涡的演化过程,并与上壁面压力分布相互印... 采用三维非定常数值模拟方法对流体矢量喷管启动的瞬态响应过程进行了研究,给出了流场的演化特性及性能参数的响应时间.根据不同时刻的流场和壁面压力分布,分析后得到了注气附近射流扰动波系及漩涡的演化过程,并与上壁面压力分布相互印证.由性能参数(包括流量,推力系数,矢量角)的时间响应曲线发现:流量和推力系数在响应初始阶段存在剧烈波动,而矢量角是平稳变化,三者的响应时间在毫秒量级. 展开更多

关键词 流体推力矢量 喷管 瞬态响应 数值模拟 激波

原文传递

基于RBF和PSO的双喉道气动矢量喷管优化设计 被引量：7

7

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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双轴承旋转喷管型面设计及数值模拟研究

8

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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轴对称激波诱导矢量喷管三维两相流数值模拟 被引量：1

9

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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激波诱导矢量喷管动态数值模拟 被引量：2

10

作者 马伟 杜刚 +1 位作者 金捷 廖华琳 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2014年第5期30-37,共8页

对一二元收扩激波诱导矢量喷管进行了二维动态数值模拟,研究了不同落压比、不同次流加速时间下,喷管气动特性和流场结构随次流增加的变化规律。结果表明:喷管在过膨胀状态下,次流流量达到一定值时,其推力会有较强的振荡;在完全膨胀和欠... 对一二元收扩激波诱导矢量喷管进行了二维动态数值模拟,研究了不同落压比、不同次流加速时间下,喷管气动特性和流场结构随次流增加的变化规律。结果表明:喷管在过膨胀状态下,次流流量达到一定值时,其推力会有较强的振荡;在完全膨胀和欠膨胀状态下,振荡较小。其原因是,次流增加过程中,喷管出口附近有复杂波系存在和回流产生,而回流对提高推力和增加矢量角有益。 展开更多

关键词 航空发动机 射流推力矢量喷管 激波诱导 动态 数值模拟

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激波矢量控制喷管性能分析与结构优化设计 被引量：1

11

作者 李丽 张琳琳 +1 位作者 吕锡昌 李东明 《大连交通大学学报》 CAS 2018年第1期61-64,共4页

采用试验设计方法进行激波矢量控制喷管气动性能数值分析与优化设计,综合研究了二次流几何参数对二元收扩喷管气动性能的影响.基于超拉丁立方设计方法得到喷管二次流参数近似拟合模型和最优解区域,并利用多岛遗传算法寻找最优解.研究的... 采用试验设计方法进行激波矢量控制喷管气动性能数值分析与优化设计,综合研究了二次流几何参数对二元收扩喷管气动性能的影响.基于超拉丁立方设计方法得到喷管二次流参数近似拟合模型和最优解区域,并利用多岛遗传算法寻找最优解.研究的设计参数包括二次流口距离、二次流口宽度及二次流长度.数值仿真结果表明,二次流口距离对矢量偏转角的影响最大,二次流口宽度次之,二次流长度对矢量偏转角的影响最小. 展开更多

关键词 推力矢量喷管 激波矢量控制 试验设计 超拉丁立方设计 多岛遗传算法 推力矢量角

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基于双级二次流射流的流体推力矢量偏转控制

12

作者 张鉴予 杜海 +4 位作者 范嘉康 王天宇 王可心 李婧 胡佳玉 《西华大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第6期43-50,67,共9页

为了在单级射流流体推力矢量控制基础上获得更大的流体矢量偏转角,提出一种基于双级二次流射流的流体式推力矢量喷管,利用双级二次流造成的压强差使主流在第一次偏转的基础上再次发生偏转。采用CFD仿真确定模型二次流管道开口大小及入... 为了在单级射流流体推力矢量控制基础上获得更大的流体矢量偏转角,提出一种基于双级二次流射流的流体式推力矢量喷管,利用双级二次流造成的压强差使主流在第一次偏转的基础上再次发生偏转。采用CFD仿真确定模型二次流管道开口大小及入射角度,通过仿真、烟流显示及测压实验分析单级二次流射流、双级二次流射流控制状态下主流矢量偏转对应的流动控制机制,并通过后期处理得到流动控制规律。结果表明:通过双级二次流作用可以使主流产生两次偏转,从而显著增大主流矢量偏转角度;当两级二次流控制缝输出流量与主流体积流量比均为0.021时,可以获得12.5°的最大向上主流矢量偏转角。 展开更多

关键词 流体推力矢量控制 喷管设计 风洞实验 偏转控制 烟流显示

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振荡射流气动矢量喷管参数影响特性的试验研究

13

作者 刘沛聪 周楷文 +1 位作者 王士奇 温新 《航空科学技术》 2023年第10期9-16,共8页

基于康达效应的同向流矢量技术控制效率高、推力损失低,具备提高飞行器隐身性能的巨大潜力。为了探究马赫数Ma 0.35主流下二次流类型、二次流阵列个数、康达壁面半径R和终止角θ等参数对同向流矢量控制的影响,利用天平研究了9种不同的... 基于康达效应的同向流矢量技术控制效率高、推力损失低,具备提高飞行器隐身性能的巨大潜力。为了探究马赫数Ma 0.35主流下二次流类型、二次流阵列个数、康达壁面半径R和终止角θ等参数对同向流矢量控制的影响,利用天平研究了9种不同的喷管模型的力学特性,获得矢量偏转力随次主质量流量比变化的控制规律。结果表明,主喷管高和康达壁面半径的比值H/R是对矢量偏转效率和控制稳定性最重要的因素,H/R越低,控制效率越高,控制曲线线性度越高;使用三个振荡射流阵列作为二次流的条件下,H/R从0.5减小到0.43,控制效率提高近49%,与使用定常射流相比,使用振荡射流作为二次流,显著提高了控制效率,增强了控制稳定性;对比分析显示,使用两个或三个振荡二次流阵列、H/R为0.43且θ为90°时,矢量控制效果最好。进一步地研究表明,H/R和θ对矢量控制效率的影响最大,而θ对控制曲线线性度几乎没有影响,本文研究还发现二次流阵列个数低于两个或H/R高于0.6时,控制特性急剧恶化。本文研究可为同向流矢量喷管的工程设计提供理论支撑。 展开更多

关键词 流体推力矢量控制 振荡射流 同向流 康达效应 康达壁面半径

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射流推力矢量喷管中粒子运动轨迹的数值模拟

14

作者 宋亚飞 高峰 +1 位作者 曾华 文科 《火箭推进》 CAS 2011年第2期48-51,59,共5页

用颗粒轨道模型对基于激波控制的二维收缩-扩张(2-DCD)喷管中的气固两相流动进行了数值模拟,研究了1～60μm不同直径颗粒的运动轨迹。研究表明,颗粒尺寸越小,粒子的随流性越好;颗粒尺寸越大,主流中的粒子与收缩段壁面碰撞越剧烈,无粒子... 用颗粒轨道模型对基于激波控制的二维收缩-扩张(2-DCD)喷管中的气固两相流动进行了数值模拟,研究了1～60μm不同直径颗粒的运动轨迹。研究表明,颗粒尺寸越小,粒子的随流性越好;颗粒尺寸越大,主流中的粒子与收缩段壁面碰撞越剧烈,无粒子区越大,二次流中的粒子对下壁面的碰撞越剧烈。 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 数值模拟

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射流推力矢量喷管粒子沉积特性数值模拟

15

作者 宋亚飞 高峰 +1 位作者 曾华 文科 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2011年第4期110-112,共3页

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,... 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。 展开更多

关键词 射流推力矢量喷管 两相流 沉积 数值模拟

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二元激波矢量喷管矢量性能敏感性分析 被引量：3

16

作者 舒博文 黄江涛 +3 位作者 高正红 刘刚 何成军 夏露 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第13期38-51,共14页

流体推力矢量技术因其响应快、重量轻、隐身性能好等优势被视为极低可探测布局飞行器发展的关键技术。目前针对流体推力矢量喷管性能的研究主要集中在单变量研究,开展流体推力矢量喷管多变量敏感性分析,有助于明确影响喷管矢量性能的关... 流体推力矢量技术因其响应快、重量轻、隐身性能好等优势被视为极低可探测布局飞行器发展的关键技术。目前针对流体推力矢量喷管性能的研究主要集中在单变量研究,开展流体推力矢量喷管多变量敏感性分析,有助于明确影响喷管矢量性能的关键参数,指导流体推力矢量喷管设计。基于非嵌入多项式混沌的敏感性分析方法开展了二元激波矢量喷管不同目标对外流马赫数、射流位置、射流角度、喷管落压比(NPR)、二次流压比(SPRt)、主流温比、次流温比共7个设计变量的全局敏感性及相关性分析研究。结果表明:矢量角和矢量效率对射流位置敏感性显著,推力系数对NPR、外流马赫数、二次流压比的敏感性较强,二次流流量比对NPR、SPRt较敏感,主流及次流总温与环境温度的比值对矢量性能的贡献主要体现在二次流流量比中。矢量角和二次流流量比的提升均导致推力损失,又以二次流流量比影响最大。外流马赫数的增大改变了喷管的实际压比,降低了喷管的矢量性能。二次流位置靠近喉道时,射流前分离延伸至喉道,射流后分离在大NPR下发生再附,喷管气动型面变化导致矢量性能下降,严重时发生矢量角反向。激波矢量喷管设计时应使射流位置靠近喷管出口,通过调整射流角度使喷管内弓形激波在给定NPR、SPRt下发展至喷管出口附近,从而在不增加二次流流量比的情况下提升矢量性能。合理的参数组合可以缓解外流马赫数增大对喷管矢量性能的负面影响,且可在不增大二次流流量比的情况下提升喷管矢量性能。 展开更多

关键词 流体推力矢量 二元喷管 激波矢量喷管 全局敏感性分析 非嵌入多项式混沌 横向射流

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