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Toward the Understanding of Flow-Induced Vibrations in a Rocket-Engine Manifold

机译：理解火箭发动机歧管中的流致振动

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摘要

Results from two unsteady, turbulent flow computations using a hybrid Reynolds-averaged Navier-Stokes/large-eddy-simulation turbulence model are presented. One computation deals with flow in a complex rocket-engine cooling manifold and the other with a simpler T-junction flow. Results from the T-junction flow computations show that, for a for a critical flow velocity in the side branches, an acoustic resonance is excited. The reduced velocity at resonance was found to be in the range 1.5 to 1.7, which is in good agreement with experimental measurements. In addition, the pressure profile exhibits a node on the axis of the T junction with antinodes of opposite signs in the side branches. For the rocket-engine cooling manifold, results show that vortex shedding and pressure fluctuations within the manifold significantly influence the stability of shear layers and flow through exit cooling tubes. In some cooling tubes near the inflow region, the shear layer blocks the entrance to the tubes, whereas in some other regions, flow reversal is observed.
机译：给出了使用混合雷诺平均Navier-Stokes /大涡模拟湍流模型进行的两个非定常湍流计算的结果。一种计算涉及复杂的火箭发动机冷却歧管中的流动，另一种处理涉及更简单的T型结流动。 T型结流计算的结果表明，对于侧分支中的临界流速，α会激发声共振。发现共振时降低的速度在1.5至1.7的范围内，这与实验测量值非常吻合。此外，压力分布在T型接头的轴上有一个节点，在侧分支中有相反符号的波腹。对于火箭发动机冷却歧管，结果表明歧管内的涡旋脱落和压力波动会显着影响剪切层的稳定性以及流过出口冷却管的流量。在流入区域附近的一些冷却管中，剪切层阻塞了管的入口，而在其他一些区域中，则观察到流动逆转。

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  • 来源
    《Journal of propulsion and power》 |2013年第6期|1468-1477|共10页
  • 作者

    John W. Peuget; Abdelkader Frendi;

  • 作者单位

    NASA Marshall Space Flight Center, Huntsville, Alabama 35812;

    University of Alabama in Huntsville, Huntsville, Alabama 35899;

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