二维超音速喷管型线设计仿真研究.pdf

《二维超音速喷管型线设计仿真研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、二维超音速喷管型线设计仿真研究刘晓东高丽敏李永增／西北工业大学中图分类号：V211．754文献标志码：Athemethodofthecontractionprofile文章编号：1006—8155(2014)04—0025—06andtheangleofexpansionprofileisDesignandNumericalSimulationon3．5。．theTwo-DimensionalSupersonicKeywords：two-dimensionnozzle；■摘要：采用计算软NozzleProfilecharacteristics

2、theory；numericalsimulation件FLUENT，对四种LiuXiaodong，GaoLimin，LiYongzeng／经典收缩段型线下的O引言NorthwesternPolytechnicalUniversity流场特性进行数值模在各类空气动力学研究中，风洞是拟，为选择超声速风Abstract：Inthispaper，theresearch试验研究的重要设备，而喷管则是风洞洞收缩段的型线提供resultsaboutnumericalsimulationontheflowfieldoffourclassicconvergen

3、t构成的主要部件之一。其主要作用是使依据。基于特征线理论，利用解析法完成curvesaregainedbycomputational气流等熵膨胀加速，保证在试验段获得超音速喷管膨胀段型softwareFLUENT，whichprovidesbasis设计马赫数下的均匀流场。对于喷管型线设计，通过分析总forselectingakindofoptimalcurveto线的设计，很多学者已经进行了相关研压恢复系数及均匀度designthesupersonicnozzleconvergent究：何霖、易仕和Ⅲ等人基于特征线理论，等流场参数，确定型p

4、rofile．Basedonthetheoryof对目标马赫数为3．8的超音速喷管完成线膨胀角角度及喷管characteristicsline，thecurveof了设计，得到了满意的流场分布；王海长度。结果表明，收supersonicnozzleexpansionisdesigned缩段型线选用双三次涛、席德科闭等人针对气流粉碎机上超音withanalyticalmethod．Finally，曲线，膨胀角度3．5。速喷管的使用特点，根据超音速风洞喷comparingtotalpressurerecovery的情况下，超音速喷管设计的一般原理

5、以及三元特征线理论管出口达到了设计要coeficientanduniformityofflowfield和附面层修正的理论提出了一种实用的求马赫数，并获得了parameters，theangleofexpansion三元轴对称超音速喷管的设计方法；陈较好的气流品质。curveandnozzlelengthareconfirmed．鑫、钟兢军等人在矩形叶栅风洞设计过一关键词：二维喷管；Theresultsshowthatexitvelocityof特征线理论；数值仿程中，分析了不同收缩段及不同长度的thesupersonicnozzleachi

6、evesthe真流场分布，得到了满足实验室要求较为designrequirementsforMachnumber理想的收缩段型线；李记东通过求解特anduniformitywhenBipartiteCubicis基金项目：西北工业大学基础研究基金(JC201141)；新世纪优秀人才支持计划(NCET—10—0078)收稿日期：2014—03—06陕西西安7100722014年第4期＼25缸拔I试验研究征线方程设计了一个超音速喷管，并在设计过程于收缩段型线设计[5-9]主要有：维氏曲线中考虑了空气的比热变化对型线设计的影响。(Witozinsk

7、y)、移轴曲线(AxisTransform)、双三次本文详细研究了超音喷管各组成部分的设曲线(BipartiteCubic)及五次曲线(Quintic)，见计方法，针对某超音速来流风洞，采用不同设计图2。方法进行超音喷管的收缩段及膨胀段型线设计，借助于数值模拟比较分析设计方法与设计参数对喷管型线及内部流场的影响，实现了喷管型线优化设计。1基本结构与设计方法在所有的风洞试验中，喷管是保证实验段获00．10．2O．30．4得设计马赫数均匀流场的重要部件，其作用在于／m使气流加速膨胀。对于喷管的设计应该在达到图2不l司设计方法收缩段型线比较图设计马

8、赫数的条件下，内部流动不出现剧烈分由图2可见，在收缩段长度与面积比(即收离，即总压恢复系数高，从而可以获得较好的气缩比)确定的情况下，维氏曲线较其它曲线在进流品质，