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本发明涉及一种矩形超音速喷嘴及其设计方法，结合可压缩流体在一维变截面管道中的运动原理与马赫波反射原理设计喷嘴的内部型腔，型腔曲面上面与型腔曲面下面关于水平面对称，型腔曲面左面与型腔曲面右面关于垂直面对称；型腔曲面上面、型腔曲面右面、型腔曲面下面和型腔曲面左面闭合形成截面均为矩形扁缝状的筒体。由收缩段亚音速加速区、喉部音速区、扩张段前段超音速加速区和扩张段后段超音速平行区组合成。喷涂加工时能够大量降低喷涂粒子的相互重叠，改善工件表面涂层的均匀性，提高冷喷涂质量；可在其进出口压差较小的情况下获得速度和温度分布均匀的超音速射流，保证喷嘴内外流场无激波的出现，以达到理想的喷风或喷涂效果。