燃气舵两相流分析:推力矢量与颗粒影响
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更新于2024-08-08
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"推力矢量燃气舵三维气-固两相流的数值分析 (2008年)"
本文是自然科学领域的论文,详细探讨了推力矢量燃气舵在气-固两相流条件下的流动特性。研究采用了高雷诺数下的RNGκ-ε湍流模型,这是一种广泛应用的模型,能够较好地模拟复杂流动情况下的湍流效应。同时,结合欧拉-拉格朗日两相流模型,这种模型可以有效地处理流体中固体颗粒的运动,这对于理解和预测燃气舵与固体颗粒相互作用的情况至关重要。
作者们通过数值分析模拟了燃气舵表面的温度和压力分布,并研究了燃气舵的升力和阻力如何随着舵偏角的变化而变化。他们对比了含有固体颗粒的两相流与纯气相流的模拟结果。研究表明,在舵偏角小于25°时,固体颗粒的存在会增加燃气舵的升力,但不改变阻力。然而,当舵偏角超过25°时,两相流的升力和阻力都比纯气相流小。这揭示了固体颗粒对燃气舵性能的影响是非线性的,并且与舵偏角有直接关系。
进一步的研究发现,固体颗粒对燃气舵表面的压力场影响相对较小,但在温度场方面影响显著。固体颗粒的存在导致燃气舵整体温度升高,这可能会影响燃气舵的热力学性能和材料耐久性。这一发现对于优化燃气舵的设计,尤其是在考虑使用颗粒燃料或者在含有尘埃等固体颗粒的环境中运行的推进系统,具有重要的工程应用价值。
这篇论文提供了深入理解推力矢量燃气舵在复杂工况下工作特性的基础,对于提升飞行器推力控制系统的效能和可靠性提供了理论支持。同时,它也为未来在类似流动条件下涉及固体颗粒的工程问题提供了数值模拟方法和分析框架。
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