基于单缝射流的二元推力矢量喷管设计及数值模拟

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1、第2卷第3期航空工程进展Vo1．2NO．32O¨年8月ADVANCESINAER0NAUTICAISCIENCEANDENGINEERINGAug．2011文章编号：1674—8190(2011)03—323—07基于单缝射流的二元推力矢量喷管设计及数值模拟王伟，宋文艳，罗飞腾，李宁(西北工业大学动力与能源学院，西安710072)摘要：喷管是发动机产生推力的主要部件，其气动性能对发动机的性能具有决定性的影响。本文利用简化特征线法设计二元收敛～扩张(2DCD)推力矢量喷管模型；采用RNGe湍流模型和非平衡壁面函数对单缝二次流喷射后的喷管流场进行数值模拟，分析了射流位置、主流落压比(NPR)、二

2、次流与主流总压比(SPR)等参数对矢量喷管气动性能的影响。计算结果表明：二次射流位置对激波强度及推力矢量角有较大影响，开缝位置越接近喷管出口，推力矢量越大；喷射位置固定，激波强度和推力矢黾角主要受SPR影响；SPR相同，随着NPR的增加，存在着一个最大推力矢量角。关键词：航空航天推进系统；推力矢量；喷管设计；激波诱导控制；数值模拟中图分类号：V231．1文献标识码：ATwo—dimensionalThrustVectoringNozzleDesignandNumericalSimulationBasedonSingleSecondaryInjectionWangWei，SongWenyan，

3、LL10Feiteng，LiNing(SchoolofPowerandEnergy，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：Nozzleisthemaincomponentofanengine，whichproducesthrust．ItsaerodynamicperformanceisofadecisiveinfluencetOengineperformance．ATwoDimensionalConvergentDivergent(2DCD)thrustvectoringnozzlemodelwithfi

4、xedlengthisdesignedbythesimplifiedmethodofcharacteristicsinthispaper．Thefullflow—fieldofthe2DCDthrustvectoringnozzlewithsinglesecondaryinjectionarenumericallysimulatedbyCFDmethod，withtheRNGturbulencemodelandnon—equilibriumwallfunctionsemployed．Theinflueneeofsecond—aryinjectionlocations，NozzlePressu

5、reRatio(NPR)andSecondaryPressureRatio(SPR)onaerodynamicper—formanceofthrustvectoringnozzleareexamined．Thenumericalresultsindicatethat：thesecondaryinjectionlocationisofsignificanteffectonshockintensityandthrustvectoringangle，thethrustvectoringanglegraduallyincreasewhensecondaryinjectionlocationistra

6、nsferredtowardthenozzle；atthesamesecondaryinjectionlocation，theshockintensityandthrustvectoringanglearemainlyaffectedbySPR；atthesameofSPR，thereexistsamaximumthrustvectoringangleasNPRincreasing．Keywords：aerospacepropulsionsystem；thrustvectoring；nozzledesign；shock—inducedvectoringcontrol；nu—merjca1sj

7、Illt11ation术上的可能性，多年来人们采取许多有效措施不断0引言地改善和提高飞机推进系统的性能，提高飞机的作战效能和生存力，流体推力矢量技术就是在这种战斗机的发展主要取决于战术上的需要和技“需要”与“可能”中应运而生。虽然20世纪80年代末才针对航空推进系统展开了流体推力矢量技收稿日期：2010—11-09；修回日期：2011O2—2O术研究，但是利用二股喷射流控制推力矢量的研究通信作者：王伟，wan