超聲速噴管設(shè)計(jì)及其數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、超聲速噴管的作用是將亞聲速氣流轉(zhuǎn)變?yōu)槌曀贇饬?。它不僅僅是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)的必要構(gòu)件，也是超聲速風(fēng)洞的重要部件。在人造衛(wèi)星上，超聲速噴管也被用來(lái)改變衛(wèi)星的飛行姿態(tài)和軌道。超聲速噴管除了在航空航天領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用外，在工業(yè)領(lǐng)域也經(jīng)常能見到它的身影，例如在冶金、激光切割、超細(xì)粉體等行業(yè)中超聲速噴管已被大量使用。
　　 本文根據(jù)超聲速風(fēng)洞噴管設(shè)計(jì)的一般原理以及特征線理論和邊界層修正理論，提出了一種實(shí)用的三維軸對(duì)稱超聲速噴管的設(shè)計(jì)方

2、法。對(duì)收縮段和擴(kuò)散段分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)。通過(guò)數(shù)值仿真軟件Fluent，分別模擬了單噴管自由射流，單噴管射流撞板和兩噴管射流對(duì)撞的流場(chǎng)。設(shè)計(jì)并搭建了適合于陰影法和比較先進(jìn)的PIV技術(shù)測(cè)量超聲速噴管流場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。分別用陰影法和PIV技術(shù)對(duì)單噴管自由射流，單噴管射流撞板和兩噴管射流對(duì)撞的流場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)量。并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。
　　 此次研究實(shí)現(xiàn)了對(duì)微小超聲速流場(chǎng)的測(cè)量。數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了超聲速噴管設(shè)計(jì)方法的可行性，