● 摘要
摘 要由于火箭发动机的性能依赖于喷管的设计，喷管流动分析是火箭发动机研究工作的重要内容之一。为了预测、评估固体火箭发动机的性能并对其进行设计，有必要了解燃气在喷管的流动过程。论文应用特征线法来分析三维超音速喷管的超音速流动，求解喷管的特征线方程和相容性方程从而获得喷管流场的数值解。求解过程中，有限差分网格的划分方法是基于马赫线的逆步法。本文研究的流体对象假设为无粘性的理想气体且其流场内不产生激波尽管流动可以是有旋的。论文还介绍了基本计算方程和计算程序，这些计算都是基于改进的欧拉预报校正格式解法的。论文编写了FORTRAN计算程序，该程序由一个主程序和十九个子程序组成。程序的主要功能是计算固体或液体火箭发动机已知型面喷管的三维超声速流场，获得流场的马赫数、压力、密度和速度分布，并能计算出两个流动角 和 。程序对某一典型轴对称喷管稳态流场进行了计算，计算得出了马赫数、压力、密度和速度沿喷管壁面的分布，计算结果合理。推荐进一步改进本文FORTRAN计算程序，使其同样适用于在喷管内或出口羽流中存在激波的情形。期望该程序能在流动分析与火箭发动机喷管设计中得到进一步的应用。关键词：流动分布，喷管流动，火箭喷管，数值分析，三维流动,特征线法