颗粒参数对轴对称超声速气固两相流喷管性能的影响研究

为了探究凝相颗粒参数对固体火箭超燃冲压发动机尾喷管性能的影响规律,本文使用数值仿真方法,研究了颗粒的粒径、温度、入射角度及入射部位对轴对称超声速两相流喷管性能的影响。采用轴对称RANS控制方程和SST k-ω湍流模型模拟气相流场,颗粒轨迹则利用欧拉-拉格朗日方法计算。通过与文献试验结果对比,验证了数值方法的有效性。结果表明,增强两相之间的能量交互作用,是提高喷管性能的根本原因。减小颗粒粒径、提高颗粒温度、增大颗粒入射角和颗粒入射部位靠近壁面,均能增强两相之间的能量交互作用。其中,颗粒粒径变化对性能的影响最大,达到9%左右;颗粒温度次之,约为3%;颗粒入射角和入射区域对性能的影响较小,分别为1.2%和1.4%左右。