基于响应面法的喉栓式喷管型面优化设计

固体火箭技术

第３７卷第１期

ＪｏｌｌｒＩｌａｌｏｆＳｏｌｉｄＲｏｃｋｅｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇ），

Ｖ０１．３７Ｎｏ．１２０１４

基于响应面法的喉栓式喷管型面优化设计①

成沉，鲍福廷，刘呖，许吴

（西北工业大学航天学院，西安７１００７２）

摘要：为减小喉栓式喷管的气动损失，综合考虑了喉栓的型面与喷管型面的相互作用，基于响应面法结合ＣＦＤ数值计算，对喉栓式喷管进行了优化设计。采用中心复合实验设计（ＣＣＤ）生成响应面采样点。分别采用多项式模型和ＫＩｉｇｉｎｇ模

型生成响应面，并比较了２种方法对本问题的拟合程度。结果表明，蹦西ｎｇ模型拟合效果较好。优化算法采用序列二次

规划法。优化后，喷管的比冲损失从９．０１％降到了３．６３％，气动损失有所减小。对影响比冲效率的关键参数进行了单独优化，得到了关键参数对比冲效率的影响规律。结果表明，影响比冲效率的因素主要为喷管的设计参数，在进行喉栓式喷管

的优化设计时，喷管部分完全可采用传统喷管的优化设计方法，再针对喉栓进行匹配性优化。基于响应面法进行喉栓式喷管的型面优化设计，计算量相对较小，计算结果的精度和可靠度相对较高，可快速进行型面优化设计，具有一定的工程实用价值。

关键词：喉栓式喷管；响应面法；固体火箭发动机；优化设计中图分类号：ｖ４３５

文献标识码：Ａ

文章编号：１００６．２７９３（２０１４）０１．００４７．０５

ＤＯＩ：１０．７６７３／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－２７９３．２０１４．０１．００９

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