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摘要
缩放喷管中的气固两相流在多种工业过程中存在，如固体火箭发动机喷管等。然而，目前“无颗粒区”的存在条件还未得到统一的认识，“无颗粒区”对气固相互作用、推力等参数的影响还未明晰。本文建立了欧拉–拉格朗日两相流模拟方法，研究了JPL 45°～15°喷管中气固两相流动特性，考查了颗粒尺寸对喷管扩张段“无颗粒区”大小、推力、比冲、两相流损失、喷管效率等参数的影响。结果发现，对于1μm的颗粒，喷管扩张段不存在“无颗粒区”。得出了喷管总推力随颗粒尺寸变化的非单调性，中等尺度颗粒造成的推力损失最大，而先前研究并未发现。发现了喷管的两相损失随颗粒尺寸基本呈对数增大的趋势，比冲和喷管效率随颗粒尺寸基本呈对数减小的趋势。
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单位西安交通大学; 动力工程多相流国家重点实验室
