超音速小口徑噴嘴流場數值分析與最佳化設計流場數值-陸軍軍官學校.pdfVIP

黃埔學報第黃 埔學報第 六十二六十二期民國一百零一年期民國一百零一年 241 黃黃 埔學報第埔學報第 六十二六十二期期民國一百零一年民國一百零一年 WHAMPOA - An Interdisciplinary Journal 62(2012) 241-252 超音速小口徑噴嘴超音速小口徑噴嘴 流場數值分析與最佳化設計流場數值分析與最佳化設計 超音速小口徑噴嘴超音速小口徑噴嘴 流場數值分析與最佳化設計流場數值分析與最佳化設計 1 2 3 厲復霖厲復霖 苗志銘苗志銘 蘇晉興蘇晉興 厲復霖厲復霖 苗志銘苗志銘 蘇晉興蘇晉興 1 陸軍軍官學校通識教育中心陸軍軍官學校通識教育中心 陸陸軍軍官學校通識教育中心軍軍官學校通識教育中心 2 國立屏東科技大學國立屏東科技大學 生物機電工程生物機電工程學系學系 國立屏東科技大學國立屏東科技大學 生物機電工程生物機電工程學學系系 3 中山科學研究院系製中心系工組中山科學研究院系製中心系工組 中山科學研究院系製中心系工組中山科學研究院系製中心系工組 摘要摘要 摘要摘要 歛散型噴嘴的應用擴及軍事 、航太、工業及醫藥等領域，因此相關研究的發展雖已 有一段時間 ，但近年仍有許多學者專家持續積極投入。過去在噴嘴設計及氣動力係數的 相關研究上 ，幾乎都以實驗為主，雖然風洞實驗在設計過程中為不可或缺的有利工具， 但由於計算機效能的不斷提昇 ，配合計算流體力學的蓬勃發展，近年亦大量引進數值模 擬的方法以補風洞實驗數據擷取困難的不足 。本研究重點即在於結合計算 熱力學 、流體 力學與最佳化設計方法 ，開發一套可分析噴嘴內外流場及產生推力值的數值模擬工具， 並利用田口法進行噴嘴構型最適化設計 ，以利此類性噴嘴的廣泛運用 。最後，經由本研 究的可視化結果分析 ，採用A B C D噴嘴的構型設計 ，在NPR=5的條件下 ，噴嘴出口 1 2 2 1 速度可達到 2.5馬赫 ，且實際推力值亦可達到 386.5N的最佳值 。 關鍵詞關鍵詞 ：歛散型噴嘴：歛散型噴嘴 ，計算流體力學，計算流體力學 ，田口法，田口法 ，最適化設計，最適化設計 。。 關鍵詞關鍵詞 ：：歛散型噴嘴歛散型噴嘴 ，，計算流體力學計算流體力學 ，，田口法田口法 ，，最適化設計最適化設計 。。 一、一 、前言前言 張比 (nozzle expansion ratio, Ae At ) 、擴張 一一 、、前言前言 歛 散 型 噴 嘴 (convergent-divergent 角 (nozzle divergence angle, β ) 、擴張段構 nozzle)的應用擴及軍事 、航太、工業及醫 型、背壓比 (nozz