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Kriging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,Kriging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.
喉栓式喷管 响应面法 固体火箭发动机 优化设计