| 环喉型圆锥塞式喷管的水下流动分离特性 |
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| 引用本文： | 何淼生,覃粒子,刘 宇.环喉型圆锥塞式喷管的水下流动分离特性[J].推进技术,2015,36(1):37-46. |
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| 作者姓名： | 何淼生 覃粒子 刘 宇 |
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| 作者单位： | 北京航空航天大学宇航学院,北京,100191 |
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| 摘 要： | 将塞式喷管概念扩展到水下固体火箭发动机应用领域,为了研究高背压环境下塞式喷管的水下流动分离特性,建立水下塞式喷管流动分析模型,并采用流体体积法(VOF)两相流模型对设计马赫数2.0的环喉型圆锥塞式喷管水下工作时的过膨胀流场进行了气/水耦合数值模拟,计算考虑了气体的压缩性和粘性。计算结果显示:圆锥塞式喷管在水下的过膨胀流动也存在间歇性的颈缩、胀鼓以及回击等不稳定现象;与空气环境下的工作条件不同,气/水界面表现出类似于壁面的约束作用,塞锥外流场形成的波系结构由塞锥壁面和内喷管出口下游气/水界面共同决定;水下超声速气体射流的不稳定振荡引起喷管出口背压和气/水界面的脉动,塞锥表面的分离流场随射流的振荡而变化,根据流场激波结构以及塞锥表面分离特征的不同,可以区分为5种不同的分离流动形态;塞式喷管在水下和空气环境下的分离流动振荡的驱动机理不同,水下分离流场的振荡主要受气/液两相相互作用诱导的射流振荡过程的影响,分离流场附近壁面压强振荡频率覆盖0~1000Hz范围内的较宽频带,且没有显著的特征频率。
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| 关 键 词： | 数值研究 水下推进 多相流 塞式喷管 流动分离 |
Numerical Investigation of Flow Separation in an Annular Conical Aerospike Nozzle for Underwater Propulsion |
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| HE Miao-sheng,QIN Li-zi and LIU Yu.Numerical Investigation of Flow Separation in an Annular Conical Aerospike Nozzle for Underwater Propulsion[J].Journal of Propulsion Technology,2015,36(1):37-46. |
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| Authors: | HE Miao-sheng QIN Li-zi and LIU Yu |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Numerical investigation Underwater propulsion Multiphase flow Aerospike nozzle Flow separation |
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