旋转爆震发动机喷管非定常流动特性的数值模拟研究

作     者：夏寒青 黄玥 张义宁 尤延铖 李冬 栾振业 XIA Han-qing;HUANG Yue;ZHANG Yi-ning;YOU Yan-cheng;LI Dong;LUAN Zhen-ye

作者机构：厦门大学航空航天学院福建厦门361102 北京动力机械研究所激光推进及其应用国家重点实验室北京100074 

基　　金：国家自然科学基金(51876182) 中央高校基本科研业务费(20720180058) 航空动力基金(6141B090325) 

出 版 物：《推进技术》 (Journal of Propulsion Technology)

年 卷 期：2021年第42卷第6期

页      码：1213-1222页

摘      要：为分析旋转爆震喷管内非定常流动特性,基于特征线方法和旋转爆震燃烧室出口时均参数设计了一种塞式喷管模型,通过改变塞锥式喷管的进出口压比π(π=15,30,45),分析了喷管内非定常流场结构与喷管工作性能之间的相互关系,并探究了喷管进出口压比变化对喷管工作性能的影响。研究结果表明:旋转爆震燃烧室下游斜激波进入喷管后,在喷管内形成一道绕喷管壁面螺旋分布的激波,激波结构主要由波前气流角和激波前气流速度决定;爆震喷管局部工作状态依据相对螺旋激波位置分别存在自由膨胀状态、欠膨胀状态、欠膨胀与过膨胀过渡状态以及过膨胀状态四种情况,并随着激波的传播不断增强,在第四种工作状态达到最大(喷管处于过膨胀状态),且喷管在第二到第四种工作状态内工作性能变差;在低压比(π=15)工作条件下喷管性能优于高压比(π=30)工作条件下喷管性能,其最佳推力和燃料比冲分别为992.05N和1769.52s,因而旋转爆震喷管设计应选择较高的进出口压比作为设计点,使旋转爆震喷管更多的工作在低压比工作状态,以提高旋转爆震喷管工作效率。

主 题 词：旋转爆震 塞锥式喷管 压比 激波 喷管性能 

学科分类：082502[082502] 08[工学] 0802[工学-机械学] 0825[工学-环境科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.13675/j.cnki.tjjs.190721

馆 藏 号：203103561...