液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是一種復(fù)雜的熱流體動(dòng)力學(xué)系統(tǒng),涉及到流體、燃燒、傳熱、化學(xué)反應(yīng)等多種學(xué)科領(lǐng)域,多領(lǐng)域耦合已成為現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)顯著特征。當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)建模與仿真研究很少涉及全系統(tǒng)多領(lǐng)域,難以考慮不同組件和不同領(lǐng)域的耦合關(guān)系,同時(shí)在繼承性、拓展性和兼容性等方面還有待進(jìn)一步提高。Modelica語言是目前盛行的一種多領(lǐng)域物理系統(tǒng)建模語言,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類涉及多領(lǐng)域復(fù)雜系統(tǒng)的建模與仿真。本文基于Modelica語言設(shè)計(jì)開發(fā)了液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)組件模型庫,開展了液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程和液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)故障模式下工作過程動(dòng)態(tài)仿真研究。首先建立了液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)典型組件的動(dòng)力學(xué)模型。其中,離心泵模型采用Suter全特性表達(dá)式,克服了起動(dòng)時(shí)零轉(zhuǎn)速和非零流量的計(jì)算問題;渦輪模型中效率采用截距為零的多項(xiàng)擬合式表示,解決了起動(dòng)時(shí)零轉(zhuǎn)速下的計(jì)算難題;轉(zhuǎn)子模型考慮起動(dòng)摩擦力矩的影響,能有效分析不同力矩下發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況。在推力室模型中考慮燃燒區(qū)域的長度、圓柱段及噴管邊界層厚度變化和流動(dòng)加速性等實(shí)際情況對(duì)燃?xì)鈧?cè)傳熱的影響,在巴茲法基礎(chǔ)上,通過添加相關(guān)修正系數(shù),建立了修正的巴茲法�；谕ㄓ没�、模塊化建模思想,在OpenMod...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.2轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)模型流程圖

學(xué)模型泵通過轉(zhuǎn)子連接起來，渦輪提供動(dòng)力，通過轉(zhuǎn)子帶動(dòng)離發(fā)現(xiàn)仿真人員一般忽略轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦的影響，建立的轉(zhuǎn)子動(dòng)tpTPAddtJωττ=轉(zhuǎn)矩，pτ為泵轉(zhuǎn)矩，TPAJ為渦輪泵組件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。過程中，轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦不可避免，渦輪存在起動(dòng)摩擦力矩τ動(dòng)摩擦力矩才能帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)....

圖2.3甲烷渦輪泵測(cè)試系統(tǒng)

中國航天科技集團(tuán)公司第一研究院碩士學(xué)位論文2.1.4渦輪泵模型驗(yàn)證計(jì)算圖2.3是根據(jù)本章渦輪泵動(dòng)力學(xué)模型，在OpenModelica平臺(tái)上搭建的某型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)甲烷渦輪泵的測(cè)試模型，以驗(yàn)證渦輪泵模型的正確性。為簡(jiǎn)潔起見，采用高溫高壓燃?xì)庵苯油苿?dòng)渦輪的形式，測(cè)試的主要參數(shù)設(shè)置....

圖3.1推進(jìn)劑物性模型

建多領(lǐng)域耦合模型。域系統(tǒng)而言，其來自不同領(lǐng)域的子系統(tǒng)間具有能量轉(zhuǎn)化與傳同類型的模型接口，導(dǎo)致不同領(lǐng)域的模型無法直接連接起來型的連接問題，模型開發(fā)者需要建立一種包含多種類型接口示實(shí)際物理系統(tǒng)不同領(lǐng)域之間的能量轉(zhuǎn)化。此外，當(dāng)前Mo庫，能夠描述電氣、機(jī)械、熱力學(xué)、控制等多領(lǐng)域模型或組....

圖3.2燃?xì)鉄嵛镄阅Ｐ?br>
中國航天科技集團(tuán)公司第一研究院碩士學(xué)位論文2）通過二維插值表間接計(jì)算。由于每種推進(jìn)劑組合的燃燒溫度、特征速度和燃物性，只與燃燒壓力和混合比相關(guān)，可以將熱力性能參數(shù)用燃燒壓力和混合比的二維值表的方式表示。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，仿真計(jì)算效率高、迭代時(shí)間非常短；不足之處是為獲得比沖性能，需....

本文編號(hào)：3891790