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<p>根據上次收集到的問卷，本案例利用Fluent對三維航空發動機尾噴管氣動特性展開了初步仿真計算，并介紹了FMG初始化方法。后續可以通過該方法對各種不同的機尾噴管進行仿真優化，應用于聲隱身、紅外隱身、艦載機擋板適配等領域。

關鍵詞：FLUENT，噴管，VOF模型，計算流體力學，氣液流動噴管是一種通過改變管段內壁的幾何形狀以加速氣體的裝置，使用FLUENT對某類似噴管的裝置進行氣液流動數值模擬，可以直觀的看到裝置內部氣液流動情況和相分布，進一步可以通過詳細的數值模擬可以對其進行不同結構參數和操作參數下的流場分析，探索更優結構參數及操作參數對其進行優化。

發動機尾噴管采用前文Fluent FMG 航空發動機尾三維噴管仿真（一） 的尺寸。噴管方向入口為壓力入口，外域入口為壓力入口，偏流板為固壁面，噴管壁面為固壁面，除對稱面外，其余面為壓力出口。3 Fluent Meshing 設置3.1 網格設置采用 Fluent meshing 進行網格劃分，采用六面體網格劃分，并劃分相對應的邊界層網格。

不可調節的收斂形尾噴管（固定噴口的亞聲速尾噴管）：結構最簡單，重量最輕，廣泛應用于亞聲速及低超聲速飛機上的不帶加力燃燒室的渦噴發動機，及渦輪后燃氣焓降較小的渦槳和渦扇發動機。（如WP5甲的尾噴管）可調節的收斂形尾噴管：能使發動機在各種工況下都獲得良好的性能，帶加力的發動機必須采用可調節的尾噴管，保證在加力狀態下相應地加大噴口。有的發動機通過改變噴口面積來改變工況。

尾噴口噴出的是高溫燃氣，其他三個噴口噴出的都是冷空氣。F-35B發動機的主噴口向下偏折了90度，提供了豎直方向的推力，其噴出的是經過發動機渦輪的高溫燃氣。這個尾噴口偏折技術來源于前蘇聯的雅克141戰機。▲F-35B尾噴口偏折▲F-35B懸停時尾噴管蠕動過程F-35B兩側機翼下方的小噴口，是從發動機的低壓壓氣機引氣向下噴出。

數字孿生體中包括了進氣口、風扇、壓氣機、燃燒室、渦輪、尾噴管等。圖2 航空發動機總體系統的數字孿生體示意圖 航空發動機的數字孿生體可以反映的主要性能參數包括發動機單位推力和單位燃油消耗率，實時控制參數主要包括的壓氣機增壓比、風扇增壓比、涵道比、渦輪進口總溫等。

1.3 后體設計高超聲速飛行器后體/尾噴管一體化設計也是機體/發動機一體化設計的一個重要部分。后體/尾噴管一體化設計要求將后體作為發動機噴管膨脹面的組成部分，從而可以減小發動機的重量，降低外部阻力。在高超聲速吸氣式推進系統中，多采用單壁膨脹噴管取代傳統的對稱形式的推進噴管。

如果你是航天從業者，面臨 “航天器尾噴管碰撞耦合” 難題，講師會分享同類國家級項目經驗，教你規避建模陷阱，確保仿真結果可靠。這種 “針對性教學”模式，讓學員實現 “培訓后 1-2 周內獨立完成本行業ABAQUS流固耦合仿真”，學習效率遠超通用課程。2.

航天器尾噴管碰撞耦合問題1) 實際痛點：尾噴管在工作中受高溫氣流沖擊，同時承受隨機振動載荷，易出現結構應力超標、隔熱層脫落等風險；2) 課程解決方案：教你用 “多物理場（CEL/SPH/ALE）技術”，設置高溫材料屬性（隨溫度變化的彈性模量、熱導率），模擬隨機載荷下尾噴管與隔熱層的碰撞過程，精準計算碰撞應力與振動響應，確保結構安全；3) 應用成果：學員曾用該方法解決某航天器尾噴管

渦輪噴氣發動機的原理:渦輪噴氣發動機簡稱渦噴發動機，通常由進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管組成。部分軍用發動機的渦輪和尾噴管間還有加力燃燒室。 渦噴發動機屬于熱機，做功原則同樣為：高壓下輸入能量，低壓下釋放能量。 工作時，發動機首先從進氣道吸入空氣。

現代渦輪噴氣發動機的結構由進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管組成，戰斗機的渦輪和尾噴管間還有加力燃燒室。渦輪噴氣發動機仍屬于熱機的一種，就必須遵循熱機的做功原則：在高壓下輸入能量，低壓下釋放能量。噴氣式發動機和活塞式發動機都需要有進氣、加壓、燃燒和排氣這四個階段。

利用大長徑比發動機工作初期壓強頭高尾低的現象，即點火壓強峰自然產生的初始推力滿足要求，避免通過增加翼數量或長度等方式增加初始燃面。

戰略大飛機為正常式氣動布局、H形尾翼、4臺渦扇發動機的寬體飛機，其總體布置情況如下：1) 后掠機翼分成2段，并帶有翼尖小翼，帶有4片襟翼和2片副翼；2) 平尾上反7°，并帶有6片升降舵；3) 雙立尾外傾角為10°，每個立尾帶有上下2片方向舵；4) 平尾和雙立尾組合成H形尾翼；5) 機翼下吊掛4臺型號為通用電氣GB90-115B的渦扇發動機，單臺發動機最大推力為567 kN；6) 主起落架共計有32個機輪

工程經驗夠硬核：10 余年 ABAQUS 全場景應用經驗，精通流固耦合、非線性沖擊、聲固耦合等復雜仿真技術，曾主導 “重點軍貿型號復雜裝配體剛度 / 強度分析”“航天器尾噴管隨機載荷碰撞仿真”“虎門大橋渦激振動協同分析” 等國家級項目，對工程實際問題的理解遠超普通講師；2.

如果后續對于主翼、垂尾、副翼、尾噴等部位有不同的網格局部加密要求，也可以提前在SpaceClaim中包圍這些部位分別創建BOI幾何并設置Name Selection。這里不做演示。 因為后續需要為戰機設置外流場的Enclosure，保存為scdoc文件并導入Fluent Meshing的Fault-Tolerant流程中。

3．排查水輪發電機組（抽水蓄能機組）進水閥、機組軸系、頂蓋與座環、頂蓋分瓣面、蝸殼進人門、尾水管進人門等；貫流式機組流道蓋板、導水環、轉輪室及轉輪室進人門等；沖擊式機組配水環管、噴管、噴嘴等部位的連接、固定螺栓使用周期、無損檢測結果和更換記錄。檢查預應力螺栓緊固狀態和完好性。4．檢查機組內部管路伸縮節、焊接接頭完好性。5．檢查頂蓋排水設施和排水通道的排水能力和運行狀態。

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