[发明专利]一种导流空间受限羽流对发动机影响的综合试验方法

权利要求书

1.一种导流空间受限羽流对发动机影响的综合试验方法，其特征在于，包括：

步骤一、确定导流空间受限条件下发动机羽流的导流条件；

步骤二、设定发动机工作在真空环境、导流空间受限条件下，采用数值求解纳维斯托克斯Navier-Stokes方程的方法对发动机进行仿真求解，获得仿真求解结果；

步骤三、根据所述仿真求解结果，判断所述发动机喷管内部是否出现正激波进入发动机喷管喉部的现象；

若所述仿真求解结果出现正激波进入发动机喷管喉部的现象，则重新确定导流空间受限条件下发动机羽流的导流条件，返回步骤二；

若所述仿真结果中正激波不进入发动机喷管喉部，则判断所述正激波是否发生贴壁现象，如不发生正激波贴壁现象，则判断导流空间受限羽流不会对发动机自身产生影响；

如发生正激波贴壁现象，获取正激波贴壁的发生位置、热流密度、剪力、气体总焓、压力和马赫数作为激波环境模拟参数，执行步骤四；

步骤四、进行地面试验验证，其中试验对象为正激波贴壁位置的发动机试片，采用压力-真空式超声速电弧风洞作为激波环境模拟设备，将所述试验对象设置于所述压力-真空式超声速电弧风洞中喷管出口处，所述试验对象与所述喷管喷出气流之间呈设定攻角，且所述试验对象与所述喷管连接处密接齐平无缝隙；

根据步骤三获得的所述激波环境模拟参数，设置持续时间，对所述压力-真空式超声速电弧风洞进行设置，在所述压力-真空式超声速电弧风洞的喷管出口处获得符合所述激波环境模拟参数的羽流环境，对所述试验对象进行试验；

在所述持续时间过后，根据所述试验对象的被破坏程度，判断导流空间受限羽流对发动机的影响。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导流空间受限条件下发动机羽流的导流条件包括：上升级与下降级的相对关系、发动机喷管性能参数、发动机型面参数以及外部环境参数；

所述上升级与下降级的相对关系，包括上升级主发动机喷管出口截面到下降级上表面的距离L、上升级主发动机在上升级质心坐标系下绕转动轴转动的偏转角θ；

所述发动机喷管性能参数，包括发动机推力、燃烧室总温、燃烧室总压、推进剂、混合比、喷管出口静压、喷管出口静温、喷管出口马赫数、燃气比热比、燃气摩尔质量；

所述发动机型面参数，包括发动机圆柱段及收敛段型面尺寸和喷管扩张段型面尺寸；

所述外部环境参数，包括外部环境的压强和温度条件。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定发动机工作在真空环境、导流空间受限条件下，采用数值求解纳维斯托克斯Navier-Stokes方程的方法对发动机进行仿真求解，具体为：

S201、设置计算条件，包括：发动机喷管内羽流流场及其导流装置流场的计算条件和羽流计算条件；

所述发动机喷管内羽流流场及其导流装置流场的计算条件包括：

设置喷管入口为压力入口边界条件；

设置发动机喷管壁面和导流装置表面为绝热无滑移壁面；

设置所述数值求解纳维斯托克斯Navier-Stokes方程中轴对称计算的发动机中轴线为轴对称边界；

所述羽流计算条件包括：

设置羽流为真空边界；

设置固体边界为固体表面温度为300K，热适应系数为1；

S202、针对所述发动机喷管内羽流流场建立纳维斯托克斯Navier-Stokes方程；

S203、采用湍流模式理论处理所述纳维斯托克斯Navier-Stokes方程得到雷诺平均NS方程；

引入计算湍流粘性系数的湍流模型，使所述雷诺平均NS方程封闭，并求解所述雷诺平均NS方程；

所述计算湍流粘性系数的湍流模型采用SST k-ω两方程模型。