题目：基于CFD的固体火箭发动机导流槽式气旋单喷管的设计与研究

带有导流槽的气旋单喷管是一种较新颖的气旋动力装置，其特征是在喷管扩散段内壁面增设一定数目的燃气凹槽，该装置具有零部件少、可靠性高的特点，在小型助推器上具有潜在的工程应用价值。本文首先分析了气旋单喷管的工作原理和结构特性，结合一维气体动力学基本方程推导出了一种螺旋式导流槽的构建方法和气旋力矩的简化计算方法，在此基础上采用ProE软件完成了以某小型助推器喷管为背景的气旋单喷管的三维建模。论文中采用CFX软件对气旋单喷管的流场进行了数值模拟，数值计算得到的气旋力矩与简化计算方法吻合。研究表明，采用面积较大而数量较少的导流槽的方案，比采用面积较小而数量较多的导流槽方案对增加气旋力矩更有利；在压强较高的条件下，气旋单喷管具有较高的喷管效率。论文在基于CFD数值仿真的基础上，开展了气旋单喷管试验器的方案设计，该方案经过有限元强度校核及变形适应性分析，表明其结构可靠，可用于冷气试验和地面热试车。