● 摘要
未来航空发动机尾喷管有朝着向低重量、低成本、低可探测性和具有推力矢量等方面发展的趋势，激波诱导矢量喷管和单边膨胀喷管在此方面具有应用的前景。对此，本文利用数值模拟为手段，围绕这两类喷管的气动特性作了相应的研究工作，主要内容如下：
一、在验证数值计算的有效性基础之上，对一激波诱导矢量喷管进行了二维动态数值模拟，研究了不同落压比、不同次流加速时间下，喷管气动特性和流场结构随次流增加的变化规律。结果表明：喷管在过膨胀状态下，次流流量达到一定值时，其推力会有较强的振荡；动态数值模拟与定常数值模拟中喷管壁面压力分布有差异，其差异大小与二次流加速时间有关。
二、通过对特征线法理论的学习，开发了特征线法单边膨胀喷管型线的设计程序并设计生成了一系列喷管型线，并对其进行二维数值模拟，计算结果表明：特征线法可以有效的对喷管型线进行设计。用特征线法设计的喷管在设计点下的性能均能满足很好的要求，与设计参数α、f无关。在非设计点下，不同参数所设计的单边膨胀喷管特性有较大的差异，设计喷管时必须对参数α、f合理选取。
三、对不同切角的S流道单边膨胀喷管进行三维数值模拟，结果显示：斜板切角能在脚宽的NRP范围内提高喷管过膨胀状态下的性能，且切角角度的大小对喷管在高落压比工况影响有限，这意味着可以对喷管斜板进行大幅度切角，减小喷管的尺寸与重量。然而，腹板过大幅度的切角会严重降低喷管的推力性能。