受限空间内环形横向射流穿透特性物理数学建模与实验验证分析.pdfVIP

2025年3月推进技术Mar.2025

第46卷第3期JOURNALOFPROPULSIONTECHNOLOGYVol.46No.3

受限空间内环形横向射流穿透特性物理数学

建模与实验验证分析*

李子万，袁怡祥，苏世杰，谢鹏福1231

（1.清华大学航空发动机研究院，北京100084；

2.中国科学院工程热物理研究所，北京100190；

3.湖南工学院智能制造与机械工程学院，湖南衡阳421000）

摘要：为了研究环形横向射流的穿透特性和射流轨迹特征，本文基于一定范围内合理假设和微

分单元的受力分析，从理论上获得了高速环形横向射流在来流中射流轨迹中心线的数学物理表达模型，

并通过实验测试方法对数学模型中的常数进行了确定和校验。基于该数学物理模型，厘清了影响射流

穿透深度和射流轨迹的主要因素，发现射流轨迹主要与射流/主流的动量比，喷射装置的几何尺寸

相关。

关键词：环形横向射流；射流轨迹；穿透深度；回流区；受限空间

中图分类号：V235.1文献标识码：A文章编号：1001-4055（2025）03-2403083-09

DOI：10.13675/j.cnki.tjjs.2403083

参数符号表

p——射流外侧压力ρ0——外侧流体初始密度b——射流厚度

p——射流内侧压力ρ——射流初始流体密度b——射流初始厚度

j0

ω——射流外侧流速β——射流角度d0——射流喷嘴直径

ω——射流内侧流速β——射流初始角度r——射流离喷嘴中心半径

0

*

vj——射流初始速度γ——射流内侧流体速度方向角度R——射流轨迹曲率半径

v——射流速度λ————射流初始速度系数R——受限空间半径

j

ρ——射流外侧流体密度λ0——外侧流体初始速度系数cn——未知系数

ρ——射流内侧流体密度q——射流与主流的动量通量比