固体火箭发动机气—固两相流的数值模拟

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shiguzxy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
现代固体火箭发动机广泛采用含金属复合推进剂,特别是含铝复合推进剂,以达到提高比冲的目的,铝的燃烧产物氧化铝粒子加入燃气后将形成典型的两相流动。两相流动会对发动机性能产生较大影响,高速运动的固体颗粒可能对发动机壳体以及喷管壁面产生冲刷。许多大型固体火箭发动机采用潜入式喷管,含铝推进剂燃烧时产生的比较大的固体颗粒无法进入喷管,会沉积在潜入喷管背壁空腔,就形成所谓的熔渣。 对气固两相流进行数值研究的模型基本可以分为两类:颗粒轨道模型(Lagrangian)和双流体模型(Eulerian)。这两种模型对气相的计算均采用已经比较成熟的单相流算法,其差别主要在于对颗粒相的处理。本文将两种模型用于固体火箭发动机内流场的两相流计算,利用大型CFD软件FLUENT中的颗粒轨道模型、混合物模型(即欧拉模型)对文献中的经典算例进行计算,并将结果与文献中结果进行对比验证。再将以上两种模型用于某潜入式喷管发动机,并比较其结果。 本文得到以下结论: 1.颗粒轨道模型能够模型有复杂经历的颗粒相,如颗粒的蒸发或凝结、沉积或冲刷,并可以清楚地看到粒子的运行轨迹。但对于模拟两相之间的耦合作用其效果不佳,且不能给出连续的颗粒速度和浓度的空间分布。 2.双流体模型能够全面考虑颗粒的湍流输运,并用统一的方法处理颗粒及流体相,两相间的耦合作用较强。其缺点是不能模拟颗粒的复杂变化,当颗粒分组数较多时,所需计算存贮量过大。 3.两相流场中的气相速度均小于纯气相流动,且尺寸小的粒子比大粒子使气相速度降低的程度更大,这与物理现象是一致的。颗粒质量分数不同,其对气相流场的影响程度是不同的,这一点在Eulerian方法中更能得到很好的体现,而Lagrangian方法颗粒相不占压力,因此其影响程度很小。
其他文献
依托北京地铁19号线平安里站工程,利用现场监测数据,研究在管幕构筑的超浅埋棚盖防护体系下,施工过程中地表沉降以及拱顶沉降的规律变化曲线。结果表明:在无管幕防护施工阶段
为评价不同煤层倾斜角下极薄煤层采煤机装煤效果,分析滚筒工作状态下出煤口煤的堆积面积和煤的推挤力,给出不同煤层倾角下的装煤影响系数,建立了装煤效率理论模型。通过设计
针对煤系黏土岩在洗选过程的泥化问题,考察了不同电位梯度条件下煤系黏土岩的表面电性质和表面润湿性的变化规律,分析了电化学方法抑制煤系黏土岩泥化的表面作用机制。结果表
我国地域辽阔,石油资源储藏丰富。作为发展中国家,近几年我国经济水平已经得到了快速的提升,各行各业对于石油资源的需求量也在逐渐的增加。我国石油资源主要分布在西部与北
为研究弱电网条件下双馈风机的控制系统与电网交互作用引发的稳定性,在dq坐标系下采用阻抗分析方法建立了双馈风机完整的小信号导纳模型,推导出双馈风机的阻抗公式,在Matlab/
在我们所赖以生存的地球上,山地面积远远大于平原面积。中国是一个多山的国家,山地占国土面积的2/3以上,出于开拓生存空间、获取山地资源和回归自然的需要,人类的山地建设活
为研究7075铝合金的细化机理,取不同添加量的Mg-Ce制备新型Al-Ti-B-X(Mg-Ce)细化剂,采用金属型铸造的方法浇注多个添加不同细化剂的7075铝合金试样。使用蔡司显微镜分析显微
期刊
在大倾角巷道的掘进过程中,掘进机易发生整机滑移现象,严重影响巷道掘进效率与成形质量。基于Lagrange方程推导了掘进机整机滑移动力学耦合模型,通过建立Simulink仿真模型,结
目的总结儿童先天性梨状窝瘘(CPSF)的诊断和治疗方法。方法回顾性分析安徽省儿童医院2011年4月至2016年3月收治的24例CPSF患儿临床资料,其中男13例,女11例;左侧21例,右侧3例;