国家高技术研究发展计划(863-2-3-4-10)
- 作品数：10 被引量：40H指数：3
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- 底部二次流对塞式喷管影响的实验研究
- 2005年
- 基于单元塞式喷管的实验数据,研究了底部二次流对塞式喷管性能和底部特性的影响,测得了不同环境反压下塞锥表面的压强分布.实验表明,底部在不同压比下具有不同的气动状态.二次流的注入使底部开闭过渡点的压比值升高,底部开始提供推力的压比值下降,有利于避免底部开闭过渡时推力出现较大幅度降低.二次流流量达到主流的2.0%后,再加大底部二次流流量不再影响底部压强,过多地注入反而会降低塞式喷管的总体效率,1.5%～2.0%主流流量的二次流注入是比较好的选择.在低压比范围,塞锥表面有压强峰出现,随着高度的增加,压强峰后移并强度减弱.
- 王长辉刘宇廖云飞
- 关键词：火箭发动机塞式喷管
- 单元二维直排塞式喷管冷流实验被引量：1
- 2005年
- 为研究塞式喷管的高度特性和底部特性,采用高压空气为工作介质对单元直排塞式喷管进行实验.研究了底部盖板、底部二次流对性能的影响和塞锥壁面压强分布.实验结果表明:无底部盖板可提高塞式喷管低空性能2%～7%;底部二次流可提高底部压强,减少底部开闭状态转变过程带来的推力突降;底部二次流流量以1%～1.5%为宜,过大将引起喷管性能下降.本实验喷管设计点效率均超过99%,部分实验接近100%,高度补偿效果明显.
- 廖云飞刘宇王长辉
- 关键词：火箭发动机塞式喷管冷流实验
- 瓦"状塞式喷管的实验研究被引量：1
- 2003年
- 为了了解塞式喷管的性能特征和更好地设计塞式喷管,本文对两种不同结构的"瓦"状塞式喷管进行了试验研究。实验采用气氧/酒精作为推进剂。实验发动机是一个四单元和一个十四单元的"瓦"状塞式喷管。文中介绍了实验系统和实验发动机的主要结构。给出了典型的试验曲线,并分析了"瓦"状塞式喷管的高度特性和底部二次流对性能的影响情况。结果显示,该种喷管具有很好的高度补偿特性,在底部加入适当的二次流能使喷管性能稍有提高。
- 马彬刘宇戴梧叶
- 关键词：火箭发动机
- 一种计算再生冷却推力室温度场的方法被引量：22
- 2004年
- 为了能够快速而准确地得到再生冷却推力室的温度分布,建立了一种计算再生冷却推力室温度场的方法。首先建立了轴对称推力室的一维冷却模型,并使用换热经验公式,得到了推力室壁面在轴线方向上的温度分布;其次建立了推力室的冷却套二维导热模型,使用数值模拟的方法和一维计算的结果,得到了冷却套的温度场。然后使用这种方法研究了气壁材料、气壁厚度和冷却液流量对推力室再生冷却的影响,获得了比较满意的结果。从计算时间和准确性来说,这种方法能够为推力室的优化设计和性能估算提供参考。
- 李军伟刘宇
- 关键词：液体推进剂火箭发动机推力室温度场计算方法
- 塞式喷管底部气动特性及其对性能的影响被引量：1
- 2004年
- 在内喷管倾角为10°,20°,30°,40°和底部二次流为0.0%,0.4%,1.0%,1.4%,2.0%,3.0%的工况下,实验测量了两单元瓦状塞式喷管的底部压强。结果表明在不同的外界反压作用下,底部具有开放、闭合和开闭过渡三种气动状态,底部的这种特性不随内喷管倾角和底部二次流的变化而变化。实验研究了80%,40%,30%和20%截短两单元直排塞式喷管的高度特性,数值模拟计算了实验喷管的性能和塞锥表面的压强分布,数值模拟结果与实验测量数据吻合较好。结合实验数据和数值模拟结果分析了塞锥截短和底部气动特性对塞式喷管性能的影响。
- 王长辉刘宇廖云飞
- 关键词：火箭发动机塞式喷管
- 外流对塞式喷管流场和性能的影响被引量：7
- 2006年
- 在四个不同高度上选择有代表性的外流马赫数,计算和对比了不同外流下塞式喷管性能的降低和塞锥表面的压强分布,数值模拟研究了外流对塞式喷管流场和性能的影响.结果表明,外流造成的性能损失主要体现在运载器底部阻力增加和塞锥表面压强降低两方面.在中低空以下,运载器底部推力和塞锥推力均随外流马赫数的增加而减小,飞行中外流对性能的影响随高度的增加而减弱,从低于设计点的某一高度开始塞锥推力不再受外流影响.低马赫数亚声速外流时,性能损失随外流马赫数的增加成近似线性增加;跨声速外流时,性能损失突然出现较大幅度增加;在继续的超声速范围内,性能损失随外流马赫数增加只有小幅增长.
- 王长辉刘宇
- 关键词：火箭发动机性能分析塞式喷管
- 多单元直排塞式喷管高度特性的数值模拟研究被引量：3
- 2003年
- 为了了解多单元直排塞式喷管的高度特性和选择好的塞锥型面设计方案,从曲线坐标下的三维平均雷诺N-S方程出发,用k-ε两方程湍流模型封闭方程组,采用二阶精度无波动、无自由参数的耗散差分格式(NND格式),发展了模拟塞式喷管三维流场的数值程序。计算了圆形喉部方形出口内喷管和直排塞锥的流场及塞式喷管的高度特性,比较了优化型面与简化型面的高度特性,研究了塞式喷管高度补偿特性和截短塞锥与全长塞锥在高度特性上的差别及其产生原因。计算表明,塞式喷管在低空具有高度补偿能力;塞锥截短将给塞式喷管的性能带来损失,在低空尤为明显;从低于设计压比的某个压比开始,塞式喷管失去高度补偿能力而进入类似钟型喷管的膨胀状态,截短塞锥将使塞式喷管失去高度补偿能力的压比降低;简化设计的塞锥型面会带来性能上的损失。
- 王长辉刘宇李军伟覃粒子
- 关键词：塞式喷管
- 塞式喷管设计和性能验证被引量：3
- 2008年
- 提出了简化的塞式喷管型面设计和优化方法，并以气氢／气氧为推进剂，对圆转方内喷管一单元直排塞式喷管性能进行了热试实验验证。用圆弧和抛物线近似内喷管型面，用抛物线和三次曲线近似塞锥型面，以从海平面到设计高度的飞行总冲最大为目标函数，进行塞式喷管型面设计和优化。介绍了实验系统及实验发动机主要零部件的结构和设计参数，给出了实验参数测量结果、实验照片和数据分析。实验表明，塞式喷管具有良好的高度补偿能力和较高的效率。在三个不同高度下，实验喷管效率在93％。98％之间，预计设计点效率不低于98％。实验结果表明，所提出的塞式喷管型面设计和优化方法是合理可行的。
- 王长辉刘宇覃粒子
- 关键词：火箭发动机塞式喷管型面
- 结构参数对圆转矩形喷管换热的影响被引量：2
- 2005年
- 为了解结构参数对圆转矩形内喷管再生冷却换热的影响,设计了多个圆转矩形喷管,考虑了三种结构参数:转方位置、出口高宽比和出口圆角大小的影响。采用有限体积法求解三维可压缩的N-S方程对其内部流动和换热进行了数值模拟。湍流模型采用标准的k-ε双方程模型,壁面附近的流动和传热采用壁面函数法处理,速度与压力的耦合采用SIMPLE算法求解。结果表明:在型面一阶导数连续的情况下,转方位置对圆转矩形内喷管的换热影响不大;出口高宽比对圆转矩形内喷管的换热影响较大,出口高宽比不能太小,否则影响内喷管流场和换热;出口圆角大小影响内喷管周向上的温度分布,圆角太小造成周向温度分布不均匀。
- 李军伟覃粒子刘宇
- 关键词：液体火箭发动机数值仿真
- 气动塞式喷管底部压强模型研究被引量：1
- 2005年
- 为了解塞式喷管底部压强特点,找出快速、准确计算底部压强的方法,实验研究了不同反压下塞式喷管的底部压强。在认识外界反压对塞式喷管流动作用机理的基础上分析如何确定不同的底部气动状态,将塞式喷管底部在不同外界反压下的气动状态划分为“三段”,即底部开放段、底部闭合段和底部由开到闭的过渡段,在各段,底部压强使用不同的计算方法。把数值模拟、实验研究及塞式喷管底部自身特点结合起来,找出塞式喷管底部压强的一般规律,建立了适合于工程应用的底部压强计算模型。结合40%和20%截短塞式喷管的实验数据,验证了底部模型的正确性。塞式喷管底部流动是超声速流的大分离流动,该模型对底部压强的预示比有限差分法具有更高的精度。
- 王长辉刘宇
- 关键词：火箭发动机塞式喷管
