固體火箭發動機噴管瞬態流場特性分析

徐學文，牟俊林，任建存，單 鑫

（海軍航空工程學院,山東 煙臺264001）

0 引言

固體火箭發動機噴管是將燃燒室內高溫高壓燃氣所含有的一部分的能量轉變為氣體動能，從而使飛行器獲得推力的機械裝置，在導彈飛行條件和發動機工作狀態一定的條件下，噴管的結構參數直接決定噴管的工作狀態（欠膨脹狀態、完全膨脹狀態或過膨脹狀態），從而決定了發動機推力大小和推進效率的高低。因此，開展固體火箭發動機噴管流場特性分析，使噴管更好、更有效地發揮其能量轉換作用，這對噴管工程應用實踐和進一步的優化結構設計具有指導意義。

當前，噴管流場特性分析一般采用實驗研究和計算機仿真手段，而實驗研究大多采用冷場研究[1-2]，這與噴管實際工作中的流場特征還有很大差別，因此計算機仿真就成為主要的研究手段，特別是許多大型商用CFD軟件如FLUENT和PHOENICS等的出現。在計算機仿真中，國內大多計算模型僅以噴管流場為研究對象，噴管進口邊界條件也只由熱力學滯止狀態參數（總溫T0和總壓p0）確定[3-5]，不考慮噴管實際工作過程中上游流場－燃燒室對噴管流場的影響。本文以某型固體火箭發動機噴管為研究對象，為準確預測發動機噴管的流場特性，考慮發動機工作過程中燃燒室流場對噴管流場的影響，因此，建立了燃燒室-噴管一體化三維流場模型[6-9]，仿真計算發動機點火啟動過程中噴管內瞬態流場特性。

1 數值計算模型

1.1 流場模型……

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