● 摘要
推力矢量控制是当今航空领域中的一项高新技术, 它涉及到飞机发动机一体化设计和飞行推进系统综合控制等技术, 已成为今后高性能战斗机的基本要求和标准技术, 为飞机推进系统的关键技术。本文从数值模拟方面对基于流体控制的二元矢量喷管的内流特性作了较深入的研究，并对褒角双突新型矢量喷管作了一定的初步探索，为以后进一步的研究工作打下良好的基础。在流体控制激波诱导二元矢量喷管数值模拟方面，本文在国内外相关研究的基础上，利用二阶迎风格式，采用三种不同的湍流模型分别对激波诱导二元矢量喷管二维内流场进行对比计算，并与模型试验结果进行比较分析，找出了最适合喷管内部研究的湍流模型，验证了所采用的数值计算方法及程序的正确性。并在此基础上对激波诱导二元矢量喷管进行了三维数值模拟研究，分析了不同气动条件对喷管矢量角的影响，并研究了矢量偏转后的喷管内部流动情况及性能特性的变化规律。还对喉道倾斜矢量控制方案进行了数值模拟研究，由于此方案控制的矢量喷管涉及到两处注气问题，内流场比较复杂，对推力矢量产生的影响因素很多。首先对喉道倾斜控制矢量喷管的二维流场进行数值模拟，用四种不同几何形状的喷管进行模拟，找出了比较适合的喷管几何形状，在此基础上再模拟三维流场，从落压比和二次注气流量两个因素对喷管矢量特性进行了分析，以便较准确地研究推力矢量变化的一般规律，为优化、改进喷管矢量角的产生提供了依据。对褒角双突新型矢量喷管作了一定的初步探索，由于模型的几何形状比较特殊，给内流场网格的划分造成很大的困难，采用体直接生成非结构网格。影响矢量特性的因素很多，从落压比和二次注气流量两个因素定性的分析了对喷管矢量特性的影响，同时对喷管内流场进行了一定的分析，作出合理的结论分析和流动机理分析，为下一步研究工作大好基础。