【摘 要】
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本文针对超声速高温气流的扩压器和冷却装置进行了初步研究。扩压器方面,主要采用二维轴对称和三维N-S方程研究对比了等直段和二次喉道式扩压器的流场结构和扩压性能。结合激
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本文针对超声速高温气流的扩压器和冷却装置进行了初步研究。扩压器方面,主要采用二维轴对称和三维N-S方程研究对比了等直段和二次喉道式扩压器的流场结构和扩压性能。结合激波串的形成、激波串的结构、激波边界层干扰等探究了多种扩压器扩压效率和影响因素。通过数值仿真,加深了对超声速湍流内激波附面层干扰的理解,增进了对扩压器结构和性能的认识,对于扩压器的工程应用提供了一些有价值的研究结果:(一)扩压器的主要性能指标是扩压器的抗反压能力和总压恢复系数,二次喉道式扩压器的总体性能要优于等直段扩压器。二次喉道式扩压器的长径比、收缩段扩张角都会对扩压器的性能产生影响,在扩压器设计时应综合考虑这些因素。(二)三维矩形结构和二维轴对称结构模拟出的扩压器抗反压能力和总压损失没有明显差别,但是激波串长度明显增长。(三)添加隔板会对扩压器的扩压性能产生影响,具体可以提升扩压器的抗反压能力和总压恢复系数。冷却装置方面,设计了一种管壳式换热器和一种板式冷却装置,通过工程估算和数值仿真的方法分别计算了它们的压降、冷却效果等因素,对冷却装置的工程应用起到了一定的借鉴作用。
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