结构参数对多喷管超声速引射器启动性能影响的数值仿真

《结构参数对多喷管超声速引射器启动性能影响的数值仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2011年第4期导弹与航天运载技术No．42011总第314期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo．314文章编号：1004·7182(2011)04—0049—05结构参数对多喷管超声速引射器启动性能影响的数值仿真陈健，吴继平，王振国(国防科技大学航天与材料工程学院，长沙，410073)摘要：多喷管超声速引射器由于多股超声速一次流之间干扰严重会引入较大的能量损失，其启动压力较高且受引射器结构的影响较大，因此需要仔细考察其启动性能。采用三维雷诺平均方程RNG和k-占双方程湍流模型，通过数值研究了引射喷管安装构型和引射管道型

2、面对某矩形多喷管超声速引射器启动性能的影响。计算结果表明多喷管超声速引射器的结构对其启动性能影响较大，同时提出了适用于多喷管超声速引射器以提高其启动性能的结构。关键词：超声速引射器；多喷管；启动特性；数值仿真中图分类号：V47文献标识码：ANumericalSimulationofGeometricParametersontheStartingPerformanceofMulti-nozzleSupersonicEjectorsChenJian，WuJiping，WangZhenguo(CollegeofAerospaceandMaterial

3、Engineering，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha，410073)Abstract：Thestartingpressureofmulti-nozzleejectorsal'erelativelyhighduetotheenergylossintroducedbytheinteractionofprimaryflows，meanwhile，itsstartingperformanceissensitivetothegeometricparameters．Theinfluenceof

4、thenozzleassemblyconfigurationandtheframeoftheejectorductonthestartingperformanceofrectangularmulti-nozzleejectorswerenumericallyinvestigatedusing3-DaverageReynoldsequationsandtheWO·equationturbulentmodel．Theresultsshowedthatgeometricparametershadastrongeffectonejectors’star

5、tingperformance，andalso，thegeometrywhichcouldgiveabetterstartingperformancewassuggested．KeyWords：Supersonicejector；Multi—nozzle；Startingperformance；Numericalsimulation0引言随着中国高超声速推进技术的发展，大型高超声速飞行器的全尺寸地面模拟实验对高空试车台系统的尺寸提出了新的要求，同时高超声速飞行器飞行高度的扩展对高空模拟试车台的高空环境模拟能力也提出了更高的要求。这些要求使得引射

6、系统的尺寸大大增加。为减小系统尺寸，需要采用混合增强方案加快一、二次流之间的混合速度。前人对采用混合增强喷管增强混合的方案进行了较多的研列卜4】，但研究结果表明这类混合增强方案在马赫数较高的情况下会带来较大的压力损失，并不适用于高增压比超声速引射器。为达到增强混合的同时又不引入过高的压力损失，一种可行的方案是采用多喷管引射。前人对常规的中心引射【5】和环缝引射【6，7】已经进行了大量的研究，而对多喷管引射【s“10]的研究则相对较少。凌其扬等人【8】对跨声速风洞进行了研究，认为在跨声速风洞所需的增压比下，采用多喷管引射可以获得较高的性能：廖达雄

7、110】等人将多喷管引射方案应用于等压混合引射器，验证了其可行性。然而这些研究与高超声速风洞引射器所需的高增压比、大膨胀比的要求相去甚远。考虑到中国大力开展高超声速推进技术研究对大尺寸、高增压比引射系统的强烈需求，有必要深入开展多喷管超声速引射器的研究。超声速引射器必须启动才能保证有负载时的正常工作，启动工况在超声速引射器整个操作过程中是最收稿日期：2010—08-30；修回日期：2010-11-15作者简介：陈健(1982一)·男·博士研究生，主要从事高超声速推进以及超声速引射器的研究50导弹与航天运载技术2011年恶劣的。因此，启动性能的研

8、究是超声速引射器研究的重要组成部分。一般地，超声速引射器的启动性能以一次流总压和背压之间的压比(启动压比)来衡量。在背压一定的情况下，第2喉道中激波串