王玉芳,苏金友,张宏明,赵浩

(1.航空工业北京长城计量测试技术研究所,北京 100095；2.中国航发四川燃气涡轮研究院航空发动机高空模拟技术重点实验室,四川 绵阳 621000；3.西安流固动力科技有限公司,陕西西安 710072）

0 引言

发动机的高空舱试验是高性能航空发动机研制过程中不可或缺的环节。欧美等发达国家改建、新建各种航空发动机高空试验设备,不断提高发动机高空试验技术能力[1]。高空舱排气系统是高空舱的核心组成部分,其中排气扩压器是实现模拟飞行高度大气环境的重要装置,与发动机喷口共同构成了内压式引射器,使发动机喷射出的高速气流引射高空舱内低速空气,达到降低舱内压力、模拟大气环境的目的[2]。

20世纪80年代,英国国家燃气轮机研究中心的全尺寸大型超声速自由射流C-4试验舱的优化设计、美国阿诺德工程发展中心缩尺寸亚声速和超声速自由射流C-2试验舱的适应性改造均大量使用了CFD技术[3-5]。阿诺德工程发展中心的MC Clure M D指出,CFD已成为把理论分析和试验技术联系起来的有效手段[6]。

高空舱排气系统内部流场结构非常复杂,对其内部流动特性进行准确分析难度较大[7]。而CFD技术凭借其研究周期短、费用低等特点,在气体动力学等领域得到了广泛的应用[8]。田骏丹[9]采用MacCormack算法求解广义准一维两相超声速-亚声速流动控制方程组,对直排扩压器中的流动参数分布进行求解,可快速计算扩压器各工况中的流动参数,提高排气扩压器设计工作效率。……