国家自然科学基金(90916023)
- 作品数：10 被引量：27H指数：4
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- 非对称喷管分离模式转换及其对喷管性能的影响
- 本文用数值模拟的方法研究了SERN中的FSS与RSS现象,分析了SERN中FSS与RSS的特点,并比较了SERN与火箭喷管分离状态的异同。发现RSS是SERN中的主要流动分离形式,普遍存在于SERN在严重过膨胀的工况下;...
- 于洋徐惊雷王明涛
- 关键词：喷管性能
- 文献传递
- SERN唇口流固耦合效应对喷管性能的影响
- 高超声速飞行器非对称喷管,特别是下唇板,实际工作过程中承受着复杂的气动载荷。在真实工作条件下,考虑到喷管的结构和材料,喷管下唇板会产生弹性变形。这种流固耦合现象对喷管性能的影响究竟如何?另外从发动机总体减重考虑,需要在保...
- 顾瑞徐惊雷莫建伟
- 关键词：流固耦合数值仿真气动性能
- 文献传递
- 基于膨胀度可控的SERN设计及试验验证被引量：8
- 2014年
- 单边膨胀喷管(SERN)是超燃冲压发动机的关键部件,由于其几何非对称,在发动机点火/熄火瞬间,SERN会产生较大的冷热态俯仰力矩差,影响飞行器的稳定性。现有解决方法主要是利用几何/气动调节方式,但都有不利影响。本文提出了基于膨胀度可控的SERN设计的新方法,将采用该方法得到的喷管模型B与基准喷管模型A进行了对比研究,并对模型B进行缩比冷流试验,试验与数值模拟结果吻合良好。研究结果表明:飞行马赫数为4.5时,模型B的推力系数比模型A仅仅下降了0.1%,而模型B比模型A的冷热态俯仰力矩差减小了80.49%;飞行马赫数为6.5时,模型B的推力系数比模型A不仅上升1.1%,同时模型B比模型A冷热态俯仰力矩差还下降12.73%,验证了设计思想的正确性,为提高SERN俯仰力矩性能提供了一种新的思路。
- 赵强徐惊雷于洋
- 关键词：单边膨胀喷管风洞试验推力系数
- 不同几何调节位置上的单边膨胀喷管流固耦合计算被引量：4
- 2013年
- 为了获得高超声速飞行器非设计点上较好的性能,包括单边膨胀喷管(SERN)在内的几何可调方案成为了目前研究的热点,针对单边膨胀喷管开展了流固耦合的研究,重点分析流固耦合中的动态载荷问题,不考虑结构传热及重力的影响,对不同几何调节位置上的SERN开展了计算分析。结果表明在不同位置上,SERN唇口板均出现了超声速颤振。通过进一步分析,获得结论如下:(1)唇口板振动特点主要由材料属性和结构决定;(2)唇口板在不同调节位置上,振动频率大致均为结构的一阶振动频率,喷管升力的振荡范围较喷管推力的振荡范围大;(3)随着唇口板角度的增加,唇口板振幅增大。
- 顾瑞徐惊雷赵强洪亮
- 关键词：超燃冲压发动机单边膨胀喷管流固耦合载荷振动
- 非对称喷管流动分离的预测被引量：7
- 2012年
- 非对称喷管是超燃冲压发动机和涡轮基组合循环(TBCC)发动机中特有的关键部件,在跨大马赫数范围工作时,往往在非设计点下会出现严重的流动分离。针对非对称喷管在过膨胀状态下的流动分离现象,通过试验验证二维数值计算(计算采用计算流体力学(CFD)方法)的正确性,利用数值计算样本点拟合得到了非对称喷管在过膨胀状态下的分离准则表达式,并进一步通过不同构型的非对称喷管分离的试验数据来验证该准则的准确性和普适性。研究结果表明,通过特定非对称喷管计算分离数据获得的分离准则与试验结果吻合得较好,在所进行的试验模型和条件下,两者之间的均方根误差为3.68%,更好地说明了该分离准则对非对称喷管内的分离预测具有较好的准确性,同时也跨出了其普适性证明的第1步。
- 葛建辉徐惊雷王明涛莫建伟
- 关键词：超燃冲压发动机
- 考虑进口非均匀的喷管设计及冷流条件下的性能研究被引量：1
- 2014年
- 超燃冲压发动机尾喷管与燃烧室直接相连,由于没有几何喉道和收缩段的整流作用,实际工作过程中尾喷管的进口气流是非均匀的,因而有必要研究非均匀进口条件下的尾喷管设计方法.以超燃冲压发动机尾喷管非均匀进口马赫数分布为条件,采用有旋特征线设计了超燃冲压发动机非对称尾喷管的等熵膨胀型线.利用数值模拟和试验相结合的方法研究了冷流条件下喷管的气动性能.结果表明,在相同的进口条件下,相对于假定进口马赫数均匀分布设计得到的喷管,考虑进口马赫数非均匀分布设计的喷管推力增加0.6％～2.0％,负升力降低可达82.0％,俯仰力矩增加8.6％～13.0％,这说明在喷管的设计过程中考虑进口参数分布的非均匀性是有必要的.
- 莫建伟徐惊雷全志斌俞凯凯
- 关键词：超燃冲压发动机喷管设计气动性能
- 非对称喷管分离模式转换及其对喷管性能的影响
- 本文用数值模拟的方法研究了SERN中的FSS与RSS现象,分析了SERN中FSS与RSS的特点,并比较了SERN与火箭喷管分离状态的异同。发现RSS是SERN中的主要流动分离形式,普遍存在于SERN在严重过膨胀的工况下;...
- 于洋徐惊雷王明涛
- 关键词：喷管性能
- 文献传递
- 单边膨胀喷管移动板的流固耦合研究被引量：1
- 2015年
- 验证了基于CFD/CSD(计算流体动力学/计算结构动力学)串行双向耦合算法的准确性,并针对单边膨胀喷管上膨胀面末端移动板的可调方案,研究了不同移动板长度(150,180mm)与厚度(5,7mm)下的流固耦合响应.结果表明:流固耦合引起的振动会造成喷管气动参数的波动,移动板长度为180mm时,达到稳定后,与常规不计流固耦合的情况相比,喷管的升力下降1.38%,冷热态俯仰力矩差增加16.9%;移动板厚度相同时(5mm),较短移动板的气动性能较差,但动态性能较好:升力减小9.9%,而响应时间缩短44.7%;当移动板长度相同时(180mm),较厚的移动板同时拥有好的气动与动态特性:稳态时升力提高0.98%,冷热态俯仰力矩差减小10.5%,且响应时间减小40.4%.
- 郭帅徐惊雷顾瑞
- 关键词：流固耦合单边膨胀喷管
- 单边膨胀尾喷管下壁面型线优化设计及实验研究被引量：5
- 2014年
- 基于Isight优化平台,将多目标遗传算法与CFD计算相结合,针对超燃冲压发动机非对称尾喷管冷/热态俯仰力矩差较大的问题,对下壁面为三次曲线的尾喷管构型进行多目标优化,分析了初始膨胀角和尾缘角的相互耦合及其对喷管性能影响所占比重。结果表明,设计区间内,下壁面三次曲线构型在保持较高推力特性的前提下,可以大范围调整喷管俯仰力矩,显著改善喷管冷/热态俯仰力矩差较大的问题。在此基础上,选取优化所得点进行冷流缩比风洞实验,根据实验条件进行了相应的数值模拟,对比发现数值模拟与实验结果吻合很好,验证了该优化设计方法及结果的有效性和可靠性。
- 庞丽娜徐惊雷范志鹏
- 关键词：优化设计风洞实验
- SERN唇口流固耦合效应对喷管性能的影响
- 高超声速飞行器非对称喷管,特别是下唇板,实际工作过程中承受着复杂的气动载荷。在真实工作条件下,考虑到喷管的结构和材料,喷管下唇板会产生弹性变形。这种流固耦合现象对喷管性能的影响究竟如何?另外从发动机总体减重考虑,需要在保...
- 顾瑞徐惊雷莫建伟
- 关键词：流固耦合数值仿真气动性能
- 文献传递
