发动机喷管内流场对流换热系数影响因素的数值分析

基于Roe-FDS格式,采用标准k-ε湍流模型对某液氧煤油发动机喷管内部燃气流对喷管内壁的对流传热换热系数进行了数值仿真与研究,分析了网格雷诺数以及恒温壁壁温对喷管内壁对流换热系数的影响。当近壁面网格第一层法向高度为10-3 mm数量级时,仿真结果与工程估算公式的计算结果相吻合。同时,在一定范围内,对流换热系数随来流速度的增大而增大,恒温壁的壁温对对流换热系数的影响则较小。

基于响应面法的混合排气涡扇发动机喷管特性研究

以某型混合排气涡扇发动机为研究对象,建立了其喷管特性的可靠数值计算模型。利用响应面法中的响应面设计法(BBD)对影响喷管系数的飞行高度、飞行马赫数、内外涵总压比、总温比等因素进行了试验设计,并采用二次多项式构造了推力系数及流量系数的响应面模型。通过典型算例验证,推力系数与流量系数响应面模型的相对误差均在2%之内,满足工程试飞的精度要求,表明可以利用该模型进行实际飞行中喷管系数的预测。

塞式喷管主喷管角度特性

首先建立了塞式喷管角度特性的研究模型 ,并运用简化的塞锥设计方法设计塞锥型面 ,在此基础上 ,通过连续改变主喷管倾角来研究主喷管倾角对塞式喷管的推力性能的影响 ,并确定在给定设计条件下的主喷管最佳倾角 ,还分析研究了底部高度、内膨胀比、总膨胀比、总压和飞行高度与主喷管最佳倾角的关系以及变化规律。针对特定的塞式喷管实验发动机 ,进行了初步的变角度实验 。

双涵道喷水推进泵的结构研究

在传统方法中研究者主要采用大功率、大直径、低轴转速的动力装置来提升喷水推进泵的性能,但是降低叶轮轴转速,会导致中心流域叶轮上流速较低,做功效率下降。为了解决此问题,我们设计了一种并联结构的双涵道喷水推进泵。通过数值模拟方法对双涵道泵水力性能进行初步研究,以单泵的计算方法先研究各自的水力特性,确立最优涵道比。绘制外泵时应该研究合适的轮毂比,考虑中空对轮毂强度的影响,通过计算抗扭截面模量得到外泵尺寸。在最优涵道比下,对泵进口及喷管进行优化以提高其水力性能,并为此类推进泵的设计提供参考。研究发现,当内外涵道比为0.45时,流量增幅最大,约为9%。在最优涵道比下,确定合适的进口段及出口喷管结构,定义无量纲参数喷管收缩系数K,发现喷管收缩比为0.3的双涵道泵拥有较好的水力性能。双涵道喷水推进泵在流量推力方面有显著提升,但是在扬程效率方面有待进一步优化。