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复杂喷流流场数值模拟及应用研究

专 业: 力学
关键词: 数值模拟 尾流边界 级间分离 侧向喷流 激波 固体火箭发动机
分类号: V411
形 态: 共 66 页 约 43,230 个字 约 2.068 M内容
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内容摘要


该文基于薄层近似N-S控制方程,采用TVD类型的差分格式,结合近壁面低雷诺数修正k-ε湍流模型,对喷流流场进行了数值模拟研究。

针对空空导弹热发射时,其尾流有可能对战机造成损害的现象,对空空导弹尾流边界进行了数值模拟。

针对目前火箭技术发展情况,提出一种多级火箭级间分离设计方案,并对级间段流场结构进行了机理性分析。

通过对计算结果的分析,发现后面级前封头形状、排焰孔面积对级问段流场结构产生重要影响,在设计中必须予以重点考虑。

对栅栏构架和排焰孔的计算分析表明,在采用排焰孔时由于流动的非对称性,使得连接舱内的驻点涡消失,且在同样排焰面积情况下,后面级受到的轴向力较大。

在对侧向喷流与高超声速主流干扰流场进行数值模拟中,研究了喷流压力和攻角对干扰流场的影响,并与试验值对比,符合很好。

在同一攻角情况下,随喷流压力比增大前分离区增大;在同一喷流压力比情况下,随攻角增大分离区增大。

计算结果可以为试验研究及工程应用提供指导。

鉴于固体火箭发动机装药可能存在裂缝的情况,特对发动机点火时升压梯度引起的激波在狭缝内传播情况进行了数值模拟。

通过数值模拟,得到了激波在狭缝内传播的清晰图谱,对裂缝内激波传播、反射有了较清晰的了解。

同时通过对不同深度裂缝内壁面超压的比较发现,随着深度的增加,裂缝内压力振荡加剧,当深度超过一定值时,裂缝内压力产主剧烈振荡,且振荡衰减缓慢,此种情况对装药结构非常不利……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 引言
1.1研究工作的工程背景及意义
1.2国内外研究动态
1.3本文主要工作
第二章 计算方法
2.1控制方程
2.1.1三维薄层近似N-S方程
2.1.2湍流模型
2.2数值方法
2.2.1坐标变换
2.2.2通量分裂技术
2.2.3时间分裂法
2.2.4差分格式
第三章 软件验证及分析
3.1自由喷流场数值模拟
3.2无喷流弹体超声速外流场数值模拟
3.3非定常流场数值模拟
第四章 某型导弹尾流流场数值研究
4.1空空导弹流场分析
4.1.1来流条件
4.1.2喷流条件
4.1.3初始化条件及边界条件
4.1.4结果及分析
4.2本章小结
第五章 多级火箭级间分离流动特性研究
5.1算例及分析
5.1.1物理模型及网格生成
5.1.2计算条件
5.1.3边界条件
5.1.4结果及分析
5.1.5湍流数值模拟
5.2本章小结
第六章 侧向喷流与高超声速主流干扰流场数值模拟
6.1算例及分析
6.1.1物理模型及网格生成
6.1.2计算条件
6.1.3网格影响
6.1.4计算结果及分析
6.2本章小结
第七章 激波绕射狭缝非定常数值研究
7.1算例及分析
7.1.1物理模型及网格生成
7.1.2计算条件
7.1.3网格影响
7.1.4计算结果及分析
7.2本章小结
结论
参考文献

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中图分类: > V411 > 航空、航天 > 航天(宇宙航行) > 基础理论及试验 > 空气动力学

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