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半柔壁喷管型面设计与校准方法研究 被引量：2
1
作者 崔晓春 张刃 +2 位作者 李庆利 赵林成 李兴龙 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期915-926,共12页
半柔壁喷管是跨超声速风洞柔壁喷管的一种类型,由喉道块、可变型面的柔板及出口端板等部分构成。半柔壁喷管具有长度短、支撑机构数量少、建设成本低、系统可靠性高、运行维护成本低等优点。鉴于半柔壁喷管的各项优点,航空工业气动院的0... 半柔壁喷管是跨超声速风洞柔壁喷管的一种类型,由喉道块、可变型面的柔板及出口端板等部分构成。半柔壁喷管具有长度短、支撑机构数量少、建设成本低、系统可靠性高、运行维护成本低等优点。鉴于半柔壁喷管的各项优点,航空工业气动院的0.6 m连续式跨声速风洞和2.4 m连续式跨声速风洞均采用半柔壁喷管。本文以0.6 m风洞的半柔壁喷管为例,详细介绍航空工业气动院的半柔壁喷管型面设计方法,主要内容包括曲率连续的喷管无黏型面设计方法、曲率连续的附面层位移厚度计算方法、喷管型面的迭代设计方法、半柔壁喷管设计方法和喉道块上游型线设计方法。本文提出了一种根据计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)和流场校测结果调节附面层位移厚度的喷管型面校准方法,有效地提高了喷管型面出口马赫数的精准度。半柔壁喷管流场校测结果表明,半柔壁喷管菱形区的马赫数偏差小,流场均匀性良好,达到国军标先进水平。 展开更多
关键词 跨声速风洞 半柔壁喷管 喷管型面设计 流场校测 喷管调试
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底部结构对塞式喷管性能的影响 被引量：2
2
作者 戴梧叶 刘宇 张正科 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期34-40,共7页
为了提高塞式喷管性能 ,特别是提高塞式喷管底部的作用 ,从降低逆压梯度出发 ,利用外形设计法提出了六种不同于传统平面底部的底部模型 ,并利用数值模拟对其进行了研究。简单介绍了控制塞锥底部分离流动的基本思路。数值方法采用二阶精... 为了提高塞式喷管性能 ,特别是提高塞式喷管底部的作用 ,从降低逆压梯度出发 ,利用外形设计法提出了六种不同于传统平面底部的底部模型 ,并利用数值模拟对其进行了研究。简单介绍了控制塞锥底部分离流动的基本思路。数值方法采用二阶精度的 NND格式 NS方程。研究表明 ,这几种模型相对于传统底部模型而言 ,底部旋涡得到了较好的控制 ,底部的压强有明显的上升 ,塞式喷管性能得到了改善 ,性能甚至比加入二次流要好。而且外形设计法还不需要辅助设备和消耗额外的功率 ,是一个容易实现的方法。本文的模型 6是一种不错的底部模型。把外形设计法和底部二次流结合起来使用会获得更好的性能。 展开更多
关键词 塞式喷管 数值模拟 火箭发动机 外形设计法 分离流动 影响
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圆转方塞式喷管型面设计和试验研究 被引量：1
3
作者 王一白 覃粒子 +2 位作者 刘宇 廖云飞 王长辉 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期843-848,891,共7页
提出了圆转方塞式喷管的内喷管和塞锥型面的设计方法，内喷管用圆弧和抛物线近似，塞锥型面用抛物线和三次曲线近似，设计了一单元圆转方塞式喷管试验发动机。并采用气氧作氧化剂，气氢作燃料，进行了点火热试研究。介绍了试验发动机的... 提出了圆转方塞式喷管的内喷管和塞锥型面的设计方法，内喷管用圆弧和抛物线近似，塞锥型面用抛物线和三次曲线近似，设计了一单元圆转方塞式喷管试验发动机。并采用气氧作氧化剂，气氢作燃料，进行了点火热试研究。介绍了试验发动机的结构与设计参数，以及试验系统组成和点火方式，给出了试验发动机照片、试验结果照片、测量参数曲线和性能数据处理。试验结果表明，试验发动机具有较高的热试效率：在三个不同工作高度下，喷管推力系数效率在93％-98％之间，说明圆转方塞式喷管的型面设计和试验方法是可行的。 展开更多
关键词 塞式喷管 型面设计 点火试验 圆转方
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一种低空满流的大面积比液体火箭发动机喷管 被引量：1
4
作者 刘亚洲 李平 +2 位作者 陈宏玉 杨建文 任孝文 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期200-207,共8页
针对传统大面积比液体火箭发动机喷管在低空过膨胀状态下易产生流动分离的问题,采用特征线法,基于最大推力喷管,对其扩张段后半部分型面进行了控制压力设计,以保证新生成的大面积比喷管(低空满流喷管)壁面压力不小于分离临界压力。而后... 针对传统大面积比液体火箭发动机喷管在低空过膨胀状态下易产生流动分离的问题,采用特征线法,基于最大推力喷管,对其扩张段后半部分型面进行了控制压力设计,以保证新生成的大面积比喷管(低空满流喷管)壁面压力不小于分离临界压力。而后通过仿真手段对设计方法进行了校验,并对低空满流喷管的性能进行了评估。结果表明:基于最大推力喷管型面的控制压力设计方法能够实现预定的设计目标,生成的型面不仅保证了喷管在海平面条件下处于满流状态,还使得喷管对燃烧室压力脉动具备了一定的抵抗能力。当燃烧室压力为8.5MPa、燃气比热比为1.144时,相较于将要产生分离的面积比为40的最大推力喷管,低空满流喷管能够将面积比增加至60,从而提高真空比冲约5.24s。而相比于面积比为60的最大推力喷管,等面积比的低空满流喷管真空比冲损失约为1.57s。 展开更多
关键词 液体火箭发动机 特征线法 喷管 型面设计 流动分离
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两相流喷管面积比和扩张段型面的优化计算
5
作者 方丁酉 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第3期11-15,共5页
喷管面积比的选择和气动型面的设计是喷管设计中的一个重要课题。本文应用二维两相喷管流场计算程序和直接优化法,对喷管面积比及扩张段型面进行了二维寻优计算。计算表明:考虑二维两相流损失的推力最大的面积比要明显小于理论最佳面积... 喷管面积比的选择和气动型面的设计是喷管设计中的一个重要课题。本文应用二维两相喷管流场计算程序和直接优化法,对喷管面积比及扩张段型面进行了二维寻优计算。计算表明:考虑二维两相流损失的推力最大的面积比要明显小于理论最佳面积比;对于锥形喷管,能量最佳面积比大于冲重比最大的面积比,而对于特性喷管,只是稍大一些;特性喷管的最优型面,就是最佳面积比下的最佳型面。 展开更多
关键词 火箭发动机 设计 两相流 型面
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三维喷管设计 被引量：8
6
作者 覃粒子 王长辉 +1 位作者 刘宇 王一白 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期499-503,521,共6页
为了简化设计过程并获得满意的设计性能,以圆转方和圆转矩形喷管为例,对已有的三维喷管型面设计方法进行比较和总结,运用数值方法分析了型面转换起始位置和喷管出口高宽比的确定,提出了一套三维型面的直接生成方法,并给出相应的设计准... 为了简化设计过程并获得满意的设计性能,以圆转方和圆转矩形喷管为例,对已有的三维喷管型面设计方法进行比较和总结,运用数值方法分析了型面转换起始位置和喷管出口高宽比的确定,提出了一套三维型面的直接生成方法,并给出相应的设计准则。经过实际设计和加工的检验,证明了设计方法的工艺可行性。在能够保证三维喷管的制造工艺条件以及冷却通道布置要求下,型面转换的起始位置可以尽量接近喉部;喷管出口截面的宽边不要超过窄边的1.5倍,应尽量接近于方形。 展开更多
关键词 火箭发动机 三维喷管^+ 型面设计 数值仿真 性能
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三轴承旋转喷管型面设计与分析 被引量：4
7
作者 杨帆 刘增文 +2 位作者 刘帅 王占学 张晓博 《航空计算技术》 2014年第2期77-80,共4页
通过对短距/垂直起降用三轴承旋转喷管工作原理的分析,给出了型面设计的技术指标,并对三轴承旋转喷管型面进行了分析,探讨了等直段、型面过渡段、收缩喷管段的设计方法。同时,基于某型涡喷发动机开展了数值模拟分析,发现喷管推力矢量有... 通过对短距/垂直起降用三轴承旋转喷管工作原理的分析,给出了型面设计的技术指标,并对三轴承旋转喷管型面进行了分析,探讨了等直段、型面过渡段、收缩喷管段的设计方法。同时,基于某型涡喷发动机开展了数值模拟分析,发现喷管推力矢量有效偏转角与喷管偏转角度大致呈线性关系,且前者约为后者的1.021倍,则设计的三轴承旋转喷管具有产生矢量推力的能力,满足了型面设计的要求。 展开更多
关键词 短距 垂直起降 三轴承旋转喷管 型面设计 数值模拟 推力矢量有效偏转角
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瓦状塞式喷管的设计和试验分析 被引量：2
8
作者 王一白 刘宇 覃粒子 《火箭推进》 CAS 2008年第1期1-6,62,共7页
为了分析瓦状塞式喷管的气动特性,提出轴对称内喷管和塞锥的型面设计方法,设计了两单元的模型发动机,内喷管面积比为5.81,总面积比为24.36、29.43、33.88、37.58。采用高压空气为介质对模型发动机进行冷流试验,分析内喷管倾角和底部二... 为了分析瓦状塞式喷管的气动特性,提出轴对称内喷管和塞锥的型面设计方法,设计了两单元的模型发动机,内喷管面积比为5.81,总面积比为24.36、29.43、33.88、37.58。采用高压空气为介质对模型发动机进行冷流试验,分析内喷管倾角和底部二次流变化、以及有无底部盖板对推力性能和底部压强的影响情况。介绍了试验发动机的结构与设计参数,给出了试验模型照片、测量参数曲线和性能数据处理。结果表明:瓦状塞式喷管模型的高度补偿效果较为明显,在整个工作高度有较高的推力系数效率,20°模型的最高效率为96%;底部压强曲线反映出了底部气动特性由开放状态到闭合的转变过程;内喷管倾角增大,底部压强增大即增加底部推力,但存在一个优化性能的最佳倾角;底部加入二次流可以增加底部压强,提高性能,但其影响范围在1%～2%,少量的二次流对增加性能的效果较好;底部盖板会影响底部的气动特性,底部压强是否受环境压强的影响取决于底部处于开放或闭合状态。 展开更多
关键词 瓦状塞式喷管 型面设计 冷流试验 二次流
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