S弯收扩喷管流动特性数值研究

为了研究S弯收扩喷管的流动机理,数值模拟了不同喷管落压比(NPR)和S形收敛管道出口面积比(A_(72)/A_(8))对S弯收扩喷管内流动的影响。结果表明:当S弯收扩喷管处于高度过膨胀状态时,随着NPR升高,非对称分离逐渐转变为对称分离,λ型激波转变为马赫盘结构,气动性能下降,推力矢量角减小;随着NPR继续上升,激波从喷管内移动到喷管出口边缘,并逐渐转变为膨胀波,气动性能上升,推力矢量角减小至0°后保持不变。在完全遮挡高温部件的低可探测准则的约束下,出口面积比A_(72)/A_(8)的变化主要对S弯收扩喷管收敛段的流动特性产生显著影响,体现在S弯收扩喷管内的局部加速及二次流分布。S弯收扩喷管的气动性能随着A_(72)/A_(8)增大而提高,但当A72/A8增大至1.8时,第一弯管道出口上壁面发生流动分离,气动性能显著下降。

出口-入口面积比对收缩扩张形孔气膜冷却特性影响的机理研究

本文选取Realizable kε-湍流模型和增强壁面函数,采用数值模拟研究了两种出口-入口面积比不同的收缩扩张形孔的气膜冷却机理。结果表明:出口-入口面积比AR变化对收缩扩张形孔气膜冷却的流场、温度场结构特点没有本质的影响,因此对冷却效率和换热系数的分布规律都没有明显影响;但AR变化对收缩扩张形孔的冷却效率和换热系数的数值影响较大:AR越大,气膜的湍流度越高,平均冷却效率越低;大AR孔形下游的流场速度相对同一动量比下的小AR孔形的流场速度较小,因此换热系数在上游较低,但在下游区域,对涡结构又增强了大AR孔形下游很大区域内的换热。