水下高速燃气射流及复杂波系二维数值仿真

更新时间:2023-05-28

【摘要】文中针对水下高速燃气射流的形成与发展问题,基于Euler双流体模型和时-空守恒元解元方法,建立了射流管高速高压射流在自由水域中的喷射模型,对水下射流管外流场进行了气液两相数值仿真,研究了射流的形成和发展过程,以及射流初期的流场特性,分析了水下高速燃气射流喷射过程中出现的复杂波系及形态,并初步讨论了射流内部的"回击"现象。研究结果表明:水下燃气射流在高速喷出后,由于水的阻滞作用,流场呈现出轴向发展较慢、径向扩张迅速的特征;燃气前沿高压区内形成前导激波、反射激波和拦截激波互相交叉的复杂波系;复杂波系间的相互作用使射流不断向下游发展的同时出现轴向内凹的形态,且射流主体界面呈现不规则形状;射流在传播过程中会产生气体回溯现象并使射流中出现"钻石型"形态。文中对波系传播和相互作用引起射流管出口流场压力复杂变化的研究,可为水下发动机工作性能的提高提供一定参考。

【关键词】 水下发动机 燃气射流 双流体模型 时-空守恒元解元方法 复杂波系

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