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多喷嘴超声速引射器数值仿真与试验研究

作　者: 陈健
导　师: 王振国
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 航空宇航科学与技术
关键词: 超声速引射器多喷嘴内流场启动性能引射性能
分类号: TJ95
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

本文采用数值仿真和试验两种方法对多喷嘴超声速引射器进行了研究。首先对二维构型的超声速引射器进行了数值计算,研究了零二次流和带二次流时的流场结构,同时对影响其启动性能和引射性能的因素如引射马赫数、混合室收缩角等进行了分析。其次对试验件的内流场进行了三维数值仿真,仿真结果与试验数据比较吻合。在此基础上,分析得到:在混合室前段多股超声速引射气流相互撞击所造成的能量损失是造成该型引射器启动困难的主要原因;采用多个引射喷嘴使一、二次流的混合面积大大增加,改善了引射器的引射性能。试验方面则探讨了引射喷嘴的安装构型、混合室收缩比等因素对多喷嘴超声速引射器启动性能的影响,得到影响该型超声速引射器启动性能的一些结论;提出了利用二次流对一次流的“助推”作用来改善引射器启动性能的方法;分析了一次流总压和引射喷嘴安装构型对引射器引射能力的影响。结果表明:较低的一次流总压能够更好地满足更低总压的二次流的引射需要;合理的喷嘴安装构型意味着更高的引射性能。

全文目录

摘要  9-10
ABSTRACT  10-11
第一章绪论  11-20
  1.1 研究背景  11-13
  1.2 超声速引射系统  13-17
    1.2.1 超声速引射器组成和基本原理  13-14
    1.2.2 超声速引射器的分类  14-15
    1.2.3 压力恢复系统超声速引射器的发展趋势  15-16
    1.2.4 超声速引射器先进引射方案  16-17
    1.2.5 超声速扩压器  17
  1.3 超声速引射器研究现状  17-19
  1.4 本文的工作  19-20
第二章超声速引射器二维流场数值计算  20-35
  2.1 控制方程及物理模型和数值方法  20-22
    2.1.1 控制方程  20-21
    2.1.2 湍流模型  21
    2.1.3 壁面条件处理  21
    2.1.4 数值方法  21-22
    2.1.5 流场特点和计算策略  22
  2.2 零二次流超声速引射器流场数值研究  22-29
    2.2.1 零二次流超声速引射器基本流场结构  23-26
    2.2.2 零二次流超声速引射器流场的变化规律  26-29
  2.3 二次流超声速引射器流场数值研究  29-34
    2.3.1 引射管道设计原则不变时引射马赫数的影响  29-32
    2.3.2 不同混合室收缩角的影响  32-34
  2.4 本章小结  34-35
第三章多喷嘴超声速引射器三维流场数值计算  35-47
  3.1 控制方程及物理模型和数值方法  35-36
  3.2 网格处理  36
  3.3 仿真结果与分析  36-46
    3.3.1 引射系统零二次流仿真结果与分析  37-42
    3.3.2 引射系统二次流仿真结果与分析  42-46
  3.4 本章小结  46-47
第四章多喷嘴超声速引射器试验研究  47-61
  4.1 试验系统及测量仪器  47-48
    4.1.1 试验系统  47-48
    4.1.2 测量仪器  48
  4.2 零二次流多喷嘴超声速引射器试验研究  48-54
    4.2.1 试验内容与试验过程  48-50
    4.2.2 试验结果及分析  50-54
  4.3 带二次流多喷嘴超声速引射器性能试验研究  54-59
    4.3.1 试验内容与试验过程  54-55
    4.3.2 试验结果及分析  55-59
  4.4 本章小结  59-61
第五章结论与展望  61-64
致谢  64-66
参考文献  66-69
作者在学期间取得的学术成果  69

多喷嘴超声速引射器数值仿真与试验研究

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