张哲，陈伟政，颜开

（中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082）

过热水喷流发动机喷管中的流动数值模拟与基本特性分析

张哲，陈伟政，颜开

（中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082）

文章基于蒸发冷凝模型建立了闪蒸相变模型，对过热水喷流发动机喷管中的两相流动过程进行了数值模拟，发现高温高压流体在流动的过程中伴随着相变和膨胀的发生，两相流体在喷管收缩段、喉部和扩张段中流动特性各不相同，与实验数据进行对比验证了模型的准确性。研究了喷管形状对流动基本特性的影响，发现扩张比和扩张角对两相流在喷管中的相变和膨胀过程影响不同。该文所做研究对揭示两相流闪蒸相变机理、寻求各参数之间的匹配关系有着重要意义，可以为设计过热水喷流发动机提供理论基础。

两相流；闪蒸相变；喷管；流动特性

0 引言

过热水喷流发动机是利用热水作为推进剂，可以在短时间内产生巨大的推力。液态水在一个密闭容器里加热，达到预设的压强和温度，然后从喷管中喷出，在喷管中发生闪蒸相变，并且膨胀加速，从而产生巨大的推力[1-2]。过热水喷流发动机具有结构简单、成本低、可重复使用、关机性能好等优点，同时由于采用水作为推进剂，所以安全性能高，对环境的污染小，非常适用于作用时间短，推力需求大的推进领域，未来在船舶领域也有着广阔的应用前景，如用于超空泡实验推进装置、辅助高速船加速克服阻力峰、地效应船辅助升力等。……