来流马赫数对射流矢量喷管内流场影响的动态模拟

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1、第37卷第6期火箭推进Vo1．37．No．62011年l2月JOURNALOFROCKETPROPULSIONDec．20ll来流马赫数对射流矢量喷管内流场影响的动态模拟宋亚飞，高峰，杨小秋(1．空军工程大学导弹学院，陕西三原713800；2．空军95100部队装备部，广东广州510405)摘要：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RNGk-e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

2、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。关键词：固体火箭发动机；射流推力矢量；二次流；内流场；数值模拟中图分类号：V435—34文献标识码：A文章编号：1672—9374f2011106—0038—06DynamicsimulationforecCtoOf士l‘ncoml’n~fltloOwWMachnumberoninternalflowfieldoffluidicthrustvectoringnozzleSONGYa—fei。，GAOFeng，YANGXiao—qiu2(1

3、．MissileInstitute，AirForceEngineeringUniversity，Sanyuan713800，China；2．ArmamentDeparment，Unit95100ofPLA，Guangzhou510405，China)Abstract：Takingthe2Dconvergent—divergentnozzleasaresearchobject，the2DunsteadyReynoldsaverageN—SequationandRNGk—turbulencemodelwasutilizedtostudytheunsteadyflowfieldof

4、fluidicthrustvectoringnozzlebasedshockcontro1．TheinfluenceofcontinualvariationoftheincomingflowMachnumberontheflowfieldinthenozzleisanalyzed．Thechangingregulari—tyofnozzlethrustperformancewasderived．TheresultsshowthattheincomingflowMachnumbercausesthechangeofpressureroundthenozzleexit．andin

5、fluencestheintemalflowcharacteristicsofthevectoringnozzlebytheinteractionofnozzleboundarylayerandshock；inthesubsonicfreeflow，withtheincreaseofincomingflowMachnumber，thethrustincreases；inthetransonicflow，thesidethrustandaxialthrustdecreasehardly；whentheMachnumberiSsupersonicvelocity．thethrus

6、tde．收稿日期：2011-08—19；修回日期：2011-09—16作者简介：宋亚飞(1988一)，男，硕士研究生，研究领域为航空宇航推进理论‘亏工程第37卷第6期宋亚飞，等：来流马赫数对射流矢量喷管内流场影响的动态模拟39clineswiththeincreaseofMachnumber；andthethrustvectorangleandthrustcoeficientaresameasthechangingregularityofsidethrustandaxialthrust．Keywords：solidpropellantrocketengine；fluidict

7、hrustvector；secondaryinjection；internalflowfield；numericalsimulation20世纪90年代后期，NASAf美国航空航0引言天局1兰利研究中心以二维拉瓦尔喷管为对象，对激波诱导矢量喷管进行了一系列流体控制方案推力矢量控制技术作为导弹动力的核心和关试验，重点研究了开孔形状、开孑L位置、注气压键技术之一，可以弥补空气动力控制在低速和高强和注气流量等参数对喷管性能的影响。与试验空状态下控制性能低的缺点，提升导弹机动性和相对应，还同时发展了多种数值计算