超聲速噴管設(shè)計及其數(shù)值模擬和實驗研究.pdf

1、超聲速噴管的作用是將亞聲速氣流轉(zhuǎn)變?yōu)槌曀贇饬?。它不僅僅是火箭發(fā)動機和航空發(fā)動機的必要構(gòu)件，也是超聲速風(fēng)洞的重要部件。在人造衛(wèi)星上，超聲速噴管也被用來改變衛(wèi)星的飛行姿態(tài)和軌道。超聲速噴管除了在航空航天領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用外，在工業(yè)領(lǐng)域也經(jīng)常能見到它的身影，例如在冶金、激光切割、超細粉體等行業(yè)中超聲速噴管已被大量使用。
　　 本文根據(jù)超聲速風(fēng)洞噴管設(shè)計的一般原理以及特征線理論和邊界層修正理論，提出了一種實用的三維軸對稱超聲速噴管的設(shè)計方

2、法。對收縮段和擴散段分別進行了設(shè)計。通過數(shù)值仿真軟件Fluent，分別模擬了單噴管自由射流，單噴管射流撞板和兩噴管射流對撞的流場。設(shè)計并搭建了適合于陰影法和比較先進的PIV技術(shù)測量超聲速噴管流場的實驗平臺。分別用陰影法和PIV技術(shù)對單噴管自由射流，單噴管射流撞板和兩噴管射流對撞的流場進行了測量。并將實驗結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果進行了對比。
　　 此次研究實現(xiàn)了對微小超聲速流場的測量。數(shù)值模擬和實驗結(jié)果驗證了超聲速噴管設(shè)計方法的可行性，