● 摘要
本文采用数值模拟的方法对合成射流流动机理进行原理性研究，为合成射流技术应用于推力方向控制奠定基础。本文的主要研究成果主要体现在以下几个方面:（1）本文的创新之一是采用动网格技术来处理活塞式合成射流激励器的边界运动问题。采用动网格技术的好处是可以避免建立复杂的激励器气动模型，同时又能更真实地反映出包括激励器腔体在内的全流场流动，从而能够更有效真实地研究合成射流流动机理。国外对活塞式合成激励器的数值模拟还停留在建立气动模型的阶段。（2）本文的主要工作之一是采用动网格技术对这种高动量合成射流流场进行二维、三维数值分析以探讨合成射流流动机理。通过分析得到了以下结论:① 活塞式合成射流激励器产生的是一种漩涡状流场。漩涡对产生后会以自诱导速度迅速向下游迁移；②对驱动频率，活塞驱动振幅以及激励器的结构对合成射流的影响分别进行数值计算和定性分析，得到了大量有助于合成射流激励器设计的结论；③三维模拟结果显示出口缝隙的长宽比只对射流的衰减速度产生影响,长宽比越大,射流衰减越快.而在驱动因素和结构因素相同的情况下,长宽比对射流的最大出口速度不产生影响。（3）本文的主要工作之二是对合成射流与主流的合成机理进行了研究。通过分析得到以下结论：“内模式”下在激励器的吹气冲程中，合成射流对主流的偏转作用是来源于射流对主流的冲击以及所产生的漩涡的卷吸作用所引起的回流的共同作用，而在吸冲程则主要是靠漩涡的卷吸作用，并且对于频率低，周期长的活塞式合成射流激励器而言，它能使主流产生持续的偏转作用。而在“外模式”主流的偏转完全是由漩涡的卷吸引起的，而且激励器产生的高动量射流会对主流偏转起抑制作用。因此使用活塞式合成射流激励器进行矢量控制时宜采取“内模式”。（4）本文的主要工作之三是设计出了这种能产生高动量射流的合成射流激励器。其中所采用的驱动机构为汽车等一些引擎上常用的驱动结构，激励器的其他部件的设计是根据数值模拟的结果和所采用的驱动结构进行综合考虑得到的。