密闭空间内射流冲击波传递特性

doi:10.3901/JME.2024.14.338

机械工程学报 ›› 2024, Vol. 60 ›› Issue (14): 338-346.doi: 10.3901/JME.2024.14.338

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密闭空间内射流冲击波传递特性

傅德彬¹, 李超艳¹, 陈四春², 徐晓明²

1. 北京理工大学宇航学院北京 100081;
2. 中国兵器工业集团江山重工研究院有限公司襄阳 441057

收稿日期:2023-07-21 修回日期:2024-02-12 出版日期:2024-07-20 发布日期:2024-08-29
作者简介:傅德彬,男,1978年出生,博士,副教授。主要研究方向为发射动力学、弹射与羽流技术、超声速气流及其效应。E-mail:fdb007@bit.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(U23B6009)。

Transfer Characteristics of Shock Wave in the Confined Field

FU Debin¹, LI Chaoyan¹, CHEN Sichun², XU Xiaoming²

1. School of Aerospace Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081;
2. Jiang Shan Heavy Industries Research Co., Ltd., of China North Industries Group Corporation Limited, Xiangyang 441057

Received:2023-07-21 Revised:2024-02-12 Online:2024-07-20 Published:2024-08-29

摘要/Abstract

摘要： 为研究密闭空间内射流冲击波传递过程及载荷特性，针对冲击波开盖技术中发射箱内冲击波传递问题，利用基于Realizable k-ε湍流模型的雷诺平均方法建立计算分析模型，并与试验对比，验证模型的可行性。在此基础上分析冲击波传递过程及载荷特性，考察冲击距离比k_L(喷管出口至后盖距离与喷管出口直径比)、有效通流截面比k_S (压力波传递的有效通道面积与弹体圆柱段截面积比值)、堵盖开启时刻燃烧室总压p₀对冲击波传递的影响规律。结果表明：k_L在0.1～4范围内变化时，前盖受到的压强载荷随k_L的增大呈先增加后减小再增加的趋势，拐点分别为0.3、0.8；k_S在0.1～3范围内变化时，前盖受到的压强载荷随k_S的增大呈先增加再减小；p₀在1～2.25 MPa范围内变化时，前盖受到的压强载荷随p₀的增大而增大。

关键词: 冲击波, 激波开盖, 发射箱, 数值模拟

Abstract: In order to study transmission characteristics of the shock wave in the confined field, a numerical simulation model based on realizable k-ε turbulence model is established for the shock wave transmission process in the launching box. The feasibility of the model is verified by comparing with the experimental data. On this basis, numerical method is used to analyze the shock wave transmission process and load characteristics in the launching box. The influence of initial shock distance k_L, effective flow area k_S and closure opening-pressure p₀ on shock wave transmission is studied. The results show that, when k_L varies from 0.1 to 4, the pressure on the headcover first increases, then decreases, and finally increases with the increase of k_L, and the inflection points are 0.3 and 0.8. When k_S varies from 0.1 to 3, the pressure on the headcover first increases and then decreases with the increase of k_S. When p₀ varies from 1 Pa to 2.25 Pa, the pressure on the headcover increases with the increase of p₀.

Key words: shock wave, shock wave opening, launching box, numerical simulation

中图分类号:

TJ768

傅德彬, 李超艳, 陈四春, 徐晓明. 密闭空间内射流冲击波传递特性[J]. 机械工程学报, 2024, 60(14): 338-346.

FU Debin, LI Chaoyan, CHEN Sichun, XU Xiaoming. Transfer Characteristics of Shock Wave in the Confined Field[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2024, 60(14): 338-346.

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Transfer Characteristics of Shock Wave in the Confined Field

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