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摆心位置对超声速分离线喷管影响的数值模拟
1
作者 赵书辉 赵迪 +3 位作者 关奔 王革 罗喜胜 朱翰林 《气体物理》 2025年第4期10-20,共11页
为研究摆心位置对超声速分离线喷管推力性能的影响,对不同摆心位置的二元超声速分离线喷管进行数值模拟,分析了喷管流动与推力性能随摆心位置的变化规律。结果表明,喷管摆动形成的台阶结构会导致分离线上游出现弓形激波,弓形激波位置向... 为研究摆心位置对超声速分离线喷管推力性能的影响,对不同摆心位置的二元超声速分离线喷管进行数值模拟,分析了喷管流动与推力性能随摆心位置的变化规律。结果表明,喷管摆动形成的台阶结构会导致分离线上游出现弓形激波,弓形激波位置向上游的移动距离随摆角增大近似呈线性递增,这一线性递增速度会随摆心位置向上游改变而加快;分离线上游的弓形激波在大摆角工况下会在喷管活动段上壁面发生规则反射,造成喷管放大系数的显著衰减,但对于摆心位于喉口上游10 mm和15 mm的喷管,放大系数在8°和10°摆角反而有所增大,这是由于激波规则反射向Mach反射的转变减少了喷管活动段中的激波数量,改变了放大系数的衰减趋势;分离线上游的弓形激波位置与喷管摆动所形成的台阶高度之间始终保持着较为明显的线性关系,当台阶高度达到4.95 mm以上,弓形激波会形成Mach反射,对于任意摆心与摆角的喷管,可以通过这一线性关系快速预示弓形激波出现的位置,进而预测激波反射类型与喷管内的流动状态。 展开更多
关键词 超声速分离线 摆心 无黏 弓形激波 放大系数
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发动机喷管加载系统设计与仿真技术研究
2
作者 张明 孙海 姜帅威 《飞机设计》 2024年第2期1-5,共5页
发动机喷管加载系统可根据载荷谱实现喷管内流及外流载荷的叠加模拟。文中开展了发动机喷管加载系统设计与仿真技术研究,设计了一种喷管加载系统,并进行了仿真验证,结果表明:喷管加载系统载荷控制性能良好,能够较好的实现加载功能。通... 发动机喷管加载系统可根据载荷谱实现喷管内流及外流载荷的叠加模拟。文中开展了发动机喷管加载系统设计与仿真技术研究,设计了一种喷管加载系统,并进行了仿真验证,结果表明:喷管加载系统载荷控制性能良好,能够较好的实现加载功能。通过喷管加载系统可以给A9作动器施加运动过程中的载荷,对于喷管作动器的研究具有重要的意义。 展开更多
关键词 发动机喷管 加载系统 仿真分析
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小型柔性接头推力矢量性能试验 被引量：16
3
作者 张晓光 刘宇 +2 位作者 任军学 杨敬贤 杨威 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2836-2841,共6页
设计了结构尺寸相同,弹性件材料分别为天然橡胶和硅橡胶的小型柔性接头,测试了容压作用下的轴向压缩位移,考察了弹性比力矩随温度(-50～70℃)、容压的变化情况.另外,为检验应力估算经验公式对小型柔性接头的适用性,测试了增强件内侧环... 设计了结构尺寸相同,弹性件材料分别为天然橡胶和硅橡胶的小型柔性接头,测试了容压作用下的轴向压缩位移,考察了弹性比力矩随温度(-50～70℃)、容压的变化情况.另外,为检验应力估算经验公式对小型柔性接头的适用性,测试了增强件内侧环向压缩应力.结果表明:柔性接头轴向压缩刚度随容压升高呈现一定程度的非线性增大趋势;弹性比力矩在0°～6°摆角范围内基本恒定,不同柔性接头弹性比力矩随容压升高呈现不同变化趋势;天然橡胶弹性件柔性接头弹性比力矩在低温下显著增大,硅橡胶弹性件柔性接头弹性比力矩在-50～70℃温区稳定;由燃烧室压强引起的增强件环向压缩应力经验公式估算值过大,不适用于小型柔性接头. 展开更多
关键词 柔性接头 推力矢量 弹性件 增强件 弹性力矩
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喷管绝热层局部脱粘分析与验证
4
作者 林啸 李晓梦 +3 位作者 杨明 程钟毓 李定机 王浩宇 《机械制造》 2024年第5期99-102,共4页
某固体火箭发动机喷管的长尾管圆柱段绝热层发生局部脱粘,影响喷管工作性能,存在结构失效风险。针对这一问题,采用超声无损检测方法,确定脱粘区域的位置与大小。结合计算流体动力学数值计算,对存在脱粘的喷管进行流动与传热分析。通过... 某固体火箭发动机喷管的长尾管圆柱段绝热层发生局部脱粘,影响喷管工作性能,存在结构失效风险。针对这一问题,采用超声无损检测方法,确定脱粘区域的位置与大小。结合计算流体动力学数值计算,对存在脱粘的喷管进行流动与传热分析。通过发动机地面点火试验,拆解试验后的喷管,进行分析验证。分析与验证结果表明,喷管内存在一处45 mm×93 mm大小的树状脱粘和一处33 mm×42 mm大小的点状脱粘,两处脱粘环向相距36.5 mm,轴向相距53 mm。试验测得喷管工作过程外壁温度为25℃,与计算流体动力学数值计算结果接近。试验中喷管工作正常,无飞出物,说明小面积非贯穿性局部脱粘对喷管工作性能影响较小。 展开更多
关键词 喷管 绝热层 脱粘 分析
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复合结构喷管热强度有限元分析 被引量：18
5
作者 竺润祥 张铎 +1 位作者 刘伟 姜晋庆 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第4期89-93,共5页
本文采用有限元法对复合结构喷管进行了二维瞬态温度场和应力场计算。在温度场计算中采用了网格变换法以考虑烧蚀动边界并有效地消除了大温度梯度情况下温度振荡现象。算例表明，本文提供的分析方法简单可靠，易于工程实践采用。
关键词 有限元法 喷管 烧蚀 温度场 应力场 火箭发动机
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潜入喷管背壁区熔渣溢流沉积实验研究 被引量：8
6
作者 胡春波 何国强 +3 位作者 刘佩进 陈剑 蔡体敏 方国尧 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期204-206,共3页
利用X射线诊断系统 ,观察了固体火箭发动机热试车条件下潜入喷管背壁区熔渣粒子的溢流过程 ,得到了实验条件下的潜入喷管背壁区熔渣生成沉积数据和图像 ,分析探讨了喷管潜入深度、喷管喉部面积对背壁熔渣生成和溢流过程的影响 ,为发动... 利用X射线诊断系统 ,观察了固体火箭发动机热试车条件下潜入喷管背壁区熔渣粒子的溢流过程 ,得到了实验条件下的潜入喷管背壁区熔渣生成沉积数据和图像 ,分析探讨了喷管潜入深度、喷管喉部面积对背壁熔渣生成和溢流过程的影响 ,为发动机的设计提供了实验依据。 展开更多
关键词 固体推进剂 火箭发动机 潜入式喷管 X射线荧光分析 沉积物 背壁区 熔渣溢流沉积
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柔性接头有效摆心漂移特性 被引量：13
7
作者 王超 任军学 +2 位作者 郝文强 刘宇 杨敬贤 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2993-2999,共7页
设计了带缠裹式防热套的柔性接头,弹性件和防热套材料均采用硅橡胶.研究了柔性接头有效摆心和几何球心的关系,采用2阶四项式Mooney-Rivlin模型模拟弹性件的本构关系,利用ANSYS软件分别仿真计算柔性接头在压强为0,9MPa下不同摆角条件的... 设计了带缠裹式防热套的柔性接头,弹性件和防热套材料均采用硅橡胶.研究了柔性接头有效摆心和几何球心的关系,采用2阶四项式Mooney-Rivlin模型模拟弹性件的本构关系,利用ANSYS软件分别仿真计算柔性接头在压强为0,9MPa下不同摆角条件的有效摆心和几何球心漂移,得到了两者的漂移包络线,把仿真的有效摆心漂移结果与试验测量值进行比较,并利用间隙碰撞试验验证了几何球心漂移仿真结果的准确性,在此基础上研究了有效摆心漂移的原因.结果表明:摆心包络线的仿真结果与试验结果吻合较好,有效摆心和几何球心是两个不同的概念,柔性接头的有效摆心漂移在半径为2.5mm,高为1.4mm的圆柱包络面内,而几何球心的漂移在半径为0.013mm,高为0.6mm的圆柱包络面内,有效摆心漂移是由接头各层增强件和弹性件的变形不同引起的. 展开更多
关键词 摆心漂移 几何球心 柔性接头 推力矢量控制 固体火箭发动机
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固体发动机喷管烧蚀和温度场测量 被引量：16
8
作者 何洪庆 王思民 +1 位作者 牛嵩高 周旭 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 1993年第3期31-36,共6页
介绍了含铝复合推进剂发动机试验时,对其喷管进行的烧蚀和温度场测量,获得了复合喷管结构中的烧蚀和瞬时温度分布.
关键词 火箭发动机 喷管 烧蚀 温度分布
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涡流阀几何参数对固体发动机推力调节特性的影响 被引量：9
9
作者 魏祥庚 何国强 +2 位作者 李江 刘佩进 余晓京 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期352-355,共4页
为了获得涡流阀参数对发动机推力调节性能的影响规律,针对涡流阀的加注方式以及几何结构,利用建立的基于涡流阀方案的固体火箭发动机推力可调实验系统开展了实验研究。通过实验结果的分析,得到了加注环孔径、涡流室高度和直径以及中心... 为了获得涡流阀参数对发动机推力调节性能的影响规律,针对涡流阀的加注方式以及几何结构,利用建立的基于涡流阀方案的固体火箭发动机推力可调实验系统开展了实验研究。通过实验结果的分析,得到了加注环孔径、涡流室高度和直径以及中心进气面积的不同对涡流阀调节性能的影响规律。结果表明:适当降低涡流室的高度、较大的中心进气面积、较大的涡流室直径有利于提高涡流阀的调节性能。因此,可以通过对涡流阀结构的优化设计来提高发动机的推力调节性能。 展开更多
关键词 固体推进剂火箭发动机 推力 涡流阀^+ 实验
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软隔板双脉冲发动机二级点火延迟试验分析 被引量：9
10
作者 曹熙炜 任军学 +1 位作者 王长辉 刘宇 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期244-246,共3页
在进行软隔板双脉冲发动机的试验研究时发现,二级脉冲出现远远超过指标要求的点火延迟.为了改进这种状况,从点火药量和隔板厚度两方面进行试验研究.结果表明单纯增加点火药量使得隔板破裂太快,能量过早地释放;而单纯增加隔板厚度使得隔... 在进行软隔板双脉冲发动机的试验研究时发现,二级脉冲出现远远超过指标要求的点火延迟.为了改进这种状况,从点火药量和隔板厚度两方面进行试验研究.结果表明单纯增加点火药量使得隔板破裂太快,能量过早地释放;而单纯增加隔板厚度使得隔板不能按预定位置和方式破裂,影响工作性能.最终结合软隔板双脉冲发动机的工作特点,从两方面同时改进,达到了比较合理的点火延迟. 展开更多
关键词 软隔板 双脉冲发动机 点火延迟 点火药量 隔板厚度
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内孔隔板脉冲固体火箭发动机流场分析 被引量：9
11
作者 曹熙炜 刘宇 +1 位作者 任军学 王一白 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期448-452,共5页
为了获得内孔隔板脉冲固体火箭发动机的流场特点,基于该发动机的工作原理,利用商用计算流体动力学软件对第二级脉冲工作时不同时刻的流场进行数值模拟.在纯气相和气固两相条件下,从压强、马赫数和温度三个角度对仿真结果进行分析,总结... 为了获得内孔隔板脉冲固体火箭发动机的流场特点,基于该发动机的工作原理,利用商用计算流体动力学软件对第二级脉冲工作时不同时刻的流场进行数值模拟.在纯气相和气固两相条件下,从压强、马赫数和温度三个角度对仿真结果进行分析,总结出了内孔隔板脉冲固体火箭发动机在纯气相和两相时的流场特点.即压强分布相似,马赫数和温度场存在滞后现象,且固体颗粒对喷管扩张段的作用集中在壁面附近,进而对内孔隔板脉冲固体火箭发动机的部件设计提供了参考. 展开更多
关键词 内孔隔板 脉冲固体火箭发动机 流场 气固两相 数值模拟
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固体火箭发动机装药贮存寿命预测方法 被引量：11
12
作者 杨继坤 徐廷学 +1 位作者 董琪 陈海建 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期416-421,共6页
针对固体火箭发动机装药贮存寿命预估的难题,开展了固体火箭发动机贮存可靠性、装药老化性能、药柱结构完整性分析等几个方面的研究,建立了GM-RBF网络模型、基于修正Ar-rhenius的交变温度预测模型、基于加速老化和结构完整性分析的装药... 针对固体火箭发动机装药贮存寿命预估的难题,开展了固体火箭发动机贮存可靠性、装药老化性能、药柱结构完整性分析等几个方面的研究,建立了GM-RBF网络模型、基于修正Ar-rhenius的交变温度预测模型、基于加速老化和结构完整性分析的装药贮存寿命预估模型,从不同角度来对装药贮存寿命进行组合预测。在此基础上,设计和开发了预测系统,通过实验数据和仿真分析,得到实例的装药贮存寿命区间为10.5～13.2y。研究表明:这种组合预测的方法避免了单一算法的局限性,提高了预测精度。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 贮存寿命 预测 装药
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气动塞式喷管的流场数值模拟和设计参数探讨 被引量：6
13
作者 郑孟伟 张扬军 +3 位作者 诸葛伟林 张宝宁 刘宇 朱森元 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期150-154,共5页
针对气动塞式喷管流场中存在的激波、激波与附面层相互作用、大尺度分离流动等复杂的物理现象 ,本文采用扩展的压强校正法求解用紊流模型封闭的可压缩湍流平均 N-S方程组 ,利用交错网格系统抹平迭代过程中的数值振荡 ,并通过高分辨率的 ... 针对气动塞式喷管流场中存在的激波、激波与附面层相互作用、大尺度分离流动等复杂的物理现象 ,本文采用扩展的压强校正法求解用紊流模型封闭的可压缩湍流平均 N-S方程组 ,利用交错网格系统抹平迭代过程中的数值振荡 ,并通过高分辨率的 TVD格式进一步改善压强校正法的激波捕获效果 ,对气动塞式喷管的流场进行了详细的数值模拟。并进一步探讨了喷管倾角、塞锥长度和二次流流量比对喷管流场结构和性能的影响。 展开更多
关键词 气动塞式喷管 流场结构 设计参数 数值模拟 火箭发动机
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控制流参数对涡流阀变推力固体发动机性能的影响 被引量：6
14
作者 魏祥庚 何国强 +2 位作者 李江 陈剑 余晓京 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期571-575,共5页
以涡流阀变推力发动机为研究对象,利用涡流阀变推力发动机实验系统以及三维数值模拟,研究了控制流压强、流量、速度以及温度对推力调节性能的影响。研究结果表明:在其他条件一样的情况下,提高控制流的温度能够提高发动机的推力调节比;... 以涡流阀变推力发动机为研究对象,利用涡流阀变推力发动机实验系统以及三维数值模拟,研究了控制流压强、流量、速度以及温度对推力调节性能的影响。研究结果表明:在其他条件一样的情况下,提高控制流的温度能够提高发动机的推力调节比;提高控制流的流量会增加发动机的推力调节比;提高控制流的速度有利于提高发动机的推力调节比。 展开更多
关键词 固体推进剂火箭发动机 变推力火箭发动机 推力调节+ 涡流阀+ 数值仿真
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气体二次喷射矢量喷管三维流场计算 被引量：11
15
作者 刘辉 邢玉明 额日其太 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1174-1178,共5页
采用三维雷诺平均Navier-Stokes方程和κ-ε湍流模型对气体二次喷射推力矢量喷管复杂干扰内流场进行数值模拟.比较了在不同喷射参数和不同喷管落压比NPR(Noz-zle Pressure Ratio)下的流场特征,分析了这些参数对矢量偏转效率和推力系数... 采用三维雷诺平均Navier-Stokes方程和κ-ε湍流模型对气体二次喷射推力矢量喷管复杂干扰内流场进行数值模拟.比较了在不同喷射参数和不同喷管落压比NPR(Noz-zle Pressure Ratio)下的流场特征,分析了这些参数对矢量偏转效率和推力系数的影响.结果表明,二次流喷射位置、喷射角度和二次流质量流量对矢量角的影响相互耦合,喷管达到最大矢量角时,各参数并不能同时达到各自的最优值;矢量角越大,推力系数越小,推力损失越大;矩形喷射口的推力矢量性能优于圆形喷射口;减小喷管落压比可以提高矢量偏转角度. 展开更多
关键词 气体二次喷射 推力矢量喷管 矢量偏转效率 推力系数 数值模拟
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SRM喷管凝相粒子分布规律的实验研究 被引量：8
16
作者 李江 蔡体敏 +1 位作者 何国强 肖育民 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期84-86,共3页
利用ＲＴＲ技术发展了一种新的研究热试车条件下ＳＲＭ 喷管两相流的实验方法。对实验发动机喷管内模拟粒子分布规律的实验研究结果表明： （１） 粒子通过喷管扩张段时并非均匀分布， 离轴线越远， 粒子浓度越小， 轴线处粒子浓度最大... 利用ＲＴＲ技术发展了一种新的研究热试车条件下ＳＲＭ 喷管两相流的实验方法。对实验发动机喷管内模拟粒子分布规律的实验研究结果表明： （１） 粒子通过喷管扩张段时并非均匀分布， 离轴线越远， 粒子浓度越小， 轴线处粒子浓度最大； （２） 喷管扩张段整个截面上都有粒子分布， 说明喷管扩张段中不存在 “无粒子区”； （３） 燃烧室压力越高， 展开更多
关键词 固体推进剂 火箭发动机 喷管气流 空间分布
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非轴对称斜切喷管内流场数值模拟 被引量：10
17
作者 徐玮 陈伟芳 夏智勋 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期502-504,共3页
应用有限体积法建立了三维守恒型N-S方程组的数值求解器,对某非轴对称斜切喷管内流场开展了数值模拟计算,研究了斜切角度变化时引起的发动机推力及推力线偏转角变化。研究结果表明,在相同总压、总温条件下,喷管质量流量及发动机推力随... 应用有限体积法建立了三维守恒型N-S方程组的数值求解器,对某非轴对称斜切喷管内流场开展了数值模拟计算,研究了斜切角度变化时引起的发动机推力及推力线偏转角变化。研究结果表明,在相同总压、总温条件下,喷管质量流量及发动机推力随斜切角增大而呈线性趋势减小,推力线偏转角在斜切角为0°时最大。 展开更多
关键词 有限体积法 N-S方程组 斜切喷管 推力 推力线偏转角
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某固体火箭发动机推力向量控制系统接头接触性能分析 被引量：6
18
作者 刘文芝 戴美魁 +1 位作者 韦广梅 赵永忠 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期573-578,共6页
以某固体火箭发动机推力向量控制系统摆动接头的单珠承载试验模型为计算模型,采用摩擦接触问题的La-grange乘子法与弹塑性耦合的有限元理论,计算分析了摆动接头阳球试件在不同强化层厚度下的接触应力、变形及破坏机理;为降低系统摆动力... 以某固体火箭发动机推力向量控制系统摆动接头的单珠承载试验模型为计算模型,采用摩擦接触问题的La-grange乘子法与弹塑性耦合的有限元理论,计算分析了摆动接头阳球试件在不同强化层厚度下的接触应力、变形及破坏机理;为降低系统摆动力矩,同时考虑大尺寸球面的表面强化和加工工艺,提出了满足接触性能的阳球表面强化层为1～1.4mm的厚度要求。通过与单珠承载试验对比分析,检验了有限元建模及算法的合理性;确定了小变形条件下摆动接头弹塑性摩擦接触应力限额为5 384.9 MPa。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 推力向量控制系统 摆动接头 弹塑性摩擦接触有限元法 单珠承载试验
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固体火箭喷管两相粘性跨音速流场计算 被引量：6
19
作者 侯晓 何洪庆 +1 位作者 蔡体敏 吴心平 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第2期9-15,25,共8页
本文进行了固体火箭喷管两相粘性湍流跨音速流场计算.粘性的气相控制方程用隐式近似因子分解法求解,粒子方程采用跟踪粒子轨迹的特征线法求解,粘性湍流选用代数模型,气相和凝相充分地偶合.CFL数可以取500左右,收敛速度快,使粘性两相跨... 本文进行了固体火箭喷管两相粘性湍流跨音速流场计算.粘性的气相控制方程用隐式近似因子分解法求解,粒子方程采用跟踪粒子轨迹的特征线法求解,粘性湍流选用代数模型,气相和凝相充分地偶合.CFL数可以取500左右,收敛速度快,使粘性两相跨音速喷管流场计算耗费的机时达到工程计算可以接受的程度.通过计算,获得了在粘性和粒子同时作用下的流场参数分布.这对固体火箭发动机流场需要同时考虑粒子和粘性作用的专题研究大有裨益. 展开更多
关键词 火箭发动机 喷管 跨音速流动 粘性流动 流场
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一种特型燃气舵数值模拟分析 被引量：7
20
作者 曹熙炜 刘宇 +1 位作者 谢侃 王一白 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期5-8,共4页
介绍了一种由活动体和固定体组成的特型燃气舵。为了解该燃气舵的相关特性及其与普通燃气舵的区别,分别对该特型燃气舵和普通燃气舵进行了数值模拟。根据数值模拟的结果,从流场、热效应、固体颗粒影响及气动性能4个方面进行了分析。与... 介绍了一种由活动体和固定体组成的特型燃气舵。为了解该燃气舵的相关特性及其与普通燃气舵的区别,分别对该特型燃气舵和普通燃气舵进行了数值模拟。根据数值模拟的结果,从流场、热效应、固体颗粒影响及气动性能4个方面进行了分析。与普通燃气舵相比,特型燃气舵具有抗侵蚀能力强、结构质量轻和阻力小等优点,但也有升力小的缺点。 展开更多
关键词 燃气舵 活动体 固定体 数值模拟
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