【摘 要】
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YF-75E发动机是在YF-75D发动机的基础上,增大喷管的面积比,以提升其工作性能。为保证火箭发动机在真空环境条件下正常工作,火箭发动机高空环境模拟试验是发动机研制中的重点
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YF-75E发动机是在YF-75D发动机的基础上,增大喷管的面积比,以提升其工作性能。为保证火箭发动机在真空环境条件下正常工作,火箭发动机高空环境模拟试验是发动机研制中的重点工作之一。本文使用CFD数值模拟软件进行数值模拟。首先对选用模型验证,基于现有的YF-75D发动机高空模拟试验系统的数据,进行零二次流环形引射器仿真,观察流场流动情况,确认发动机启动前真空舱压力是否符合任务要求,以确定数值模拟方法,再通过对YF-75发动机高空模拟试验系统模型的验证确定模型的正确性。针对YF-75E发动机高空模拟试验系统点火前的要求,建立两级环引系统,计算零二次流环形引射器的流场。为了得到较好的引射能力,改变一、二级环形引射器的蒸汽量,对比不同流场结构,确定引射器的工作状态,即未启动和正常工作,并针对不同状态进行分析,得到较优的蒸汽分配方案。进一步研究主级段发动机工作情况,首先对YF-75D发动机高模试验系统“发动机+扩压器+环形引射器”的仿真,确定其流场及主级段真空舱压力。然后用“分段计算”策略对YF-75D高空模拟试验系统主级段仿真。通过对YF-75D发动机高模试验系统“发动机+扩压器”仿真,验证了该策略的准确性。最后将“分段计算”策略应用到大面积比喷管高模试验系统的仿真计算中。通过对YF-75E发动机高空模拟试验系统进行分段数值计算,通过两种分段计算策略的仿真结果对比,得到两种计算策略的流场有着高度的一致性,满足试验任务需求。
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