基于LS-DYNA的火箭发动机喷管流场数值模拟与验证

来源：计算力学学报杂志2025年第2期北京时间：

作者：王亿明,周柯江,张东东,范书立,李京杰

单位：大连理工大学 电气工程学院, 大连 116024,大连理工大学 电气工程学院, 大连 116024,大连理工大学 电气工程学院, 大连 116024,大连理工大学 分离动力学与控制工程技术中心, 大连 116024,大连理工大学 分离动力学与控制工程技术中心, 大连 116024,大连理工大学 分离动力学与控制工程技术中心, 大连 116024

摘要：为了探究火箭发动机喷管的流场特性以及速度变化趋势,采用了LS-DYNA软件中CE/SE求解器,验证了来自于NPARC验证与确认算例库中的超声速轴对称喷管(收缩-扩张型喷管)的相关参数。本文试验媒介为空气,在喷管马赫数为2.22完全膨胀的情况下,对喷管中心线速度和中心线上各点处的截面速度进行了数值模拟,并将模拟结果与试验结果对比。结果表明,CE/SE方法能够较好地预测喷管内的流动分布和关键参数,其计算结果和速度变化趋势与试验数据高度吻合,且与实验数据相差10%以内,有效验证了该方法计算火箭发动机喷管流场的可行性,未来可以进一步深入探索和优化该方法。

关键词：火箭发动机,喷管流场,数值模拟验证,LS-DYNA软件,CE/SE方法,

基金资助：国家自然科学基金(92166106)资助项目.