可压缩流涡流冷壁发动机数值模拟

作     者：党进锋 郜冶 刘平安 DANG Jin-feng;GAO Ye;LIU Ping-an

作者机构：哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001 

出 版 物：《固体火箭技术》 (Journal of Solid Rocket Technology)

年 卷 期：2017年第40卷第1期

页      面：16-23页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：自然科学基金面上项目(11372079) 中央高校基本科研基金(HEUCFD1404) 

主　　题：涡流冷壁发动机 可压缩 湍流模型 入流条件 长径比 数值模拟 

摘      要：为深入探索入射倾角、入射压降、发动机圆柱段长度等参数与涡流冷壁发动机内双向涡流结构特征量之间的内在关系,以三维物理模型为基础,进行了可压缩流涡流冷壁发动机冷流数值模拟。在前期湍流模型选择中,比较了RSM模型、带旋流修正RNG k-ε模型、RNG k-ε模型3种模型的可信度,从准确度和经济性两方面综合考虑选择带旋流修正RNG k-ε模型作为计算模型。研究发现,切向速度及最大切向速度均随入射倾角的增大而减小,随入射压降增大而增大,随长径比的增大而减小。不同入射倾角、不同入射压降、不同长径比下,整个发动机内最大切向速度的无量纲径向位置均恒定在0.19附近。对于不同长径比工况,长径比为1.0时,最大切向速度从发动机顶端到入射口附近逐渐增大,长径比为1.5时,最大切向速度从发动机顶端到入射口附近先增大、后减小。切向速度及最大切向速度的轴向衰减率维持在3%以内。无量纲涡幔半径从发动机顶端开始线性增大到入射口附近,变化范围为0.71~0.82。入射倾角相同时,随入射压降的增大,燃烧室长径比对最大切向速度大小的影响将随之增大。