可调收敛-扩张喷管周向内型面对流场的影响研究

可调喷管由调节片和密封片组成,喷管周向内型面不是严格圆形而是多边形,周向内型面对喷管流场的影响会进一步影响喷管性能。以圆形和三种多边形周向内型面收敛-扩张喷管为研究对象,给以相同轴向尺寸和进口条件,利用流体计算分析软件FLUENT对喷管内流场进行了计算分析,得到的影响规律为可调喷管结构的优化设计提供参考。研究结果表明:可调收敛-扩张喷管调节片数越多,周向内型面越接近于圆形,喷管流动损失越小。

某发动机可调喷管流场数值分析

为了对可调喷管进行优化设计,需要深入研究可调喷管的流场特点。针对某发动机可调喷管在慢车状态、最大状态和全加力状态的流场进行了二维数值模拟,获得了速度、压力、温度的变化规律,并计算得到三种状态下的发动机推力。进一步对可调喷管实际多边形内型面流场进行了三维数值模拟,结果表明:轴向流动规律与近似圆形内型面喷管一致;径向壁面转角附近温度下降较慢,速度上升较慢;出口总压比近似圆形内型面喷管小4.9%,流动损失较大;速度、静压、温度变化在1%左右。