王研艳，翁春生

（南京理工大学 瞬态物理国家重点实验室，江苏 南京 210094）

发动机尾喷管的作用是使燃烧室排出的高热能燃气继续膨胀做功，将其热能转化为动能，从而尽可能地提高发动机推力。而与常规稳态发动机相比，脉冲爆轰发动机（pulse detonation engine，PDE）要达到这一要求更难，因为PDE喷管内的流动是周期性的、非定常的，且存在相互作用的复杂激波和膨胀波。近年来国内外不少专家学者对带尾喷管的单相脉冲爆轰发动机进行了数值模拟和实验研究［1－4］，内容涉及到喷管形状、喉道与出口面积比、可燃物填充率、爆轰频率、飞行马赫数以及背压等对PDE的影响。但结论不尽相同，同一种喷管在不同的工况下对PDE性能的影响有所不同，所以对尾喷管进行系统的研究对PDE应用具有重要作用。

笔者在以上基础上，运用CE／SE方法对两相脉冲爆轰发动机的尾喷管进行数值研究，分析锥形扩张喷管对两相爆轰波传播和发动机排气过程的影响。并与带直喷管PDE进行对比，分析锥形扩张喷管对两相PDE性能参数—冲量的影响。为进一步研究带喷管两相PDE的工作过程和内流场以及合理设计两相PDE的尾喷管提供参考。

1 理论模型

1.1 数学模型

一维两相燃烧转爆轰控制方程如下［5］：

式中：下标1、2分别表示气相和液相；Φ1、Φ2为体积分数比，满足Φ1＋Φ2＝1；ρ，u，A，p分别是密度、速度、横截面积和压力；E是单位总能，E＝e＋u2；Id，Fd，Qd，Qc的含义和表达式见参考文献［5］。

1.2 评价参数

采用根据发动机进出口动量变化来确定冲量的带喷管PDE性能分析模型［6－7］，瞬时推力计算公式为：