射流角度对固定几何结构二元喷管喉道影响研究

"该研究探讨了射流角度对固定几何结构二元喷管气动喉道的影响，采用二维N-S方程和RNG K-ε湍流模型进行数值模拟，发现射流与主流总压比及射流角度对喷管有效喉道面积有显著影响。" 这篇论文详细研究了在航空动力技术领域中，如何利用射流角度来控制固定几何结构二元喷管的气动喉道。具体来说，研究人员采用了基于雷诺平均的二维Navier-Stokes (N-S)方程和RNG K-ε湍流模型的有限体积法，对喷管全流场进行了数值分析。这种模型能够精确地模拟喷管喉道附近注入不同角度的对称射流时的流动情况。 研究结果揭示了射流与主流总压比(RSP)以及射流角度之间的关系。RSP越大，射流角度越接近0°，喷管的有效喉道面积比就越小。例如，当射流缝位于喉道处，宽度为1mm，RSP为1.0，且射流角度为0°时，喷管的相对喉道面积比可达到78.15%。这表明射流角度对喉道形状的控制具有显著作用。 此外，论文还指出，在保持RSP恒定的情况下，即使改变射流角度，喷管的总压恢复系数、推力系数和射流流量基本保持不变。这意味着通过调整射流角度，可以在不影响主要性能参数的同时，有效地改变喉道的面积，从而实现推力矢量控制和喉道的动态调整。 推力矢量技术是当前航空动力研究的重点，固定几何结构的二元矢量喷管因无需传统控制机构，能减轻重量、降低成本并提高可靠性。然而，关于气动喉道控制的研究相对较少。此篇论文的贡献在于，它为提高射流效率提供了新的思路，即通过精细调控射流角度，用最小的射流流量达到最佳控制效果。 数值模拟部分，研究者构建了一个二元收敛-扩张喷管的物理模型，喷管长度、喉道位置和尺寸以及出口面积与喉道面积的比例都有明确的规格。计算域的网格划分经过精心设计，以确保数值计算的精度和效率。 这项工作为理解和优化固定几何结构二元喷管的气动性能提供了新的见解，对于推动推力矢量技术和气动喉道控制的发展具有重要意义。未来的研究可能会进一步深入到不同工况下的优化策略，以及实际飞行条件下射流控制的实时性和稳定性。