發(fā)布時間：2017-10-01 22:23

  本文關(guān)鍵詞：某固體火箭助推器流場數(shù)值模擬及分析

  更多相關(guān)文章： 固體火箭助推器 流場 點火 侵蝕燃燒 數(shù)值模擬

【摘要】：固體火箭助推器是巡航導(dǎo)彈的次動力裝置,在工作過程中,由于其涉及到燃燒、加質(zhì)、兩相流動和化學(xué)反應(yīng)等方面,內(nèi)流場非常復(fù)雜。固體火箭助推器的可靠工作是保證巡航導(dǎo)彈可靠發(fā)射的重要因素,所以對其內(nèi)部流場研究有重要意義。本文以某一固體火箭助推器為研究對象,主要的研究內(nèi)容如下：a)針對助推器設(shè)計要求,利用氣動力原理和噴管設(shè)計準則,初步得到噴管結(jié)構(gòu)尺寸。然后建立噴管二維軸對稱模型,采用FLUENT軟件對噴管進行無粘和有粘情況下的模擬,得到噴管流場參數(shù)分布變化,對初始噴管進行數(shù)值模擬驗證。研究了膨脹角、收縮角、擴張比和喉部曲率半徑等對出口氣體速度、出口壓強和助推器推力等參數(shù)的影響,綜合各種因素的影響。b)研究點火過程對固體火箭助推器工作過程的影響。為了分析點火過程對內(nèi)流場影響,建立二維點火模型,利用氣相點火理論,對點火過程的流場進行分析,得到不同時刻的內(nèi)流場變化規(guī)律,并對點火器的質(zhì)量流率、堵蓋打開壓強等對點火過程的影響進行了研究。c)考慮侵蝕燃燒作用,建立二維燃燒室-噴管模型,考慮到發(fā)動機燃燒時的燃面退移,利用動網(wǎng)格技術(shù),使用L-R侵蝕燃燒模型, 利用UDF對Fluent進行二次開發(fā),對發(fā)動機燃燒流場進行模擬,得到了燃面退移情況和流場參數(shù)變化情況。最后根據(jù)所得到的燃燒室內(nèi)的壓強時間變化,得到發(fā)動機工作全過程的壓力隨時間變化曲線。
【關(guān)鍵詞】：固體火箭助推器 流場 點火 侵蝕燃燒 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V435
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 課題研究的背景與意義10-11
• 1.2 固體火箭助推器簡介11-12
• 1.3 固體火箭助推器內(nèi)流場的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.4 動網(wǎng)格在固體火箭發(fā)動機流場數(shù)值模擬上的應(yīng)用15-16
• 1.5 本文的主要研究工作16-18
• 2. 噴管設(shè)計及數(shù)值模擬18-36
• 2.1 設(shè)計總?cè)蝿?wù)18
• 2.2 噴管設(shè)計基本理論18-24
• 2.2.1 推力表達式19-20
• 2.2.2 噴氣速度20-22
• 2.2.3 質(zhì)量流率公式22-23
• 2.2.4 其他公式23-24
• 2.3 噴管初步設(shè)計24-25
• 2.3.1 喉部直徑和出口直徑的確定24
• 2.3.2 噴管型面設(shè)計24-25
• 2.3.3 噴管初步設(shè)計結(jié)果25
• 2.4 計算方法25-27
• 2.4.1 基本方程25-26
• 2.4.2 湍流模型26
• 2.4.3 SIMPLE算法26-27
• 2.5 噴管數(shù)值實驗驗證27-32
• 2.5.1 幾何建模及網(wǎng)格生成28
• 2.5.2 邊界條件和初始條件28
• 2.5.3 無粘條件下模擬結(jié)果分析28-31
• 2.5.4 有粘條件下模擬結(jié)果分析31-32
• 2.6 不同參數(shù)的影響32-35
• 2.6.1 收斂半角α的影響33
• 2.6.2 擴張半角β的影響33
• 2.6.3 出口截面D_e的影響33-34
• 2.6.4 喉部圓柱段曲率半徑的影響34-35
• 2.7 本章小結(jié)35-36
• 3 固體火箭助推器點火過程數(shù)值模擬36-54
• 3.1 點火相關(guān)知識36-39
• 3.1.1 點火裝置介紹36-37
• 3.1.2 點火準則37
• 3.1.3 點火理論37-39
• 3.2 數(shù)學(xué)模型39-40
• 3.2.1 基本假設(shè)39
• 3.2.2 計算方法——PISO算法39-40
• 3.3 幾何模型及網(wǎng)格劃分40-41
• 3.4 邊界條件與初始條件41-42
• 3.4.1 邊界條件41-42
• 3.4.2 初始條件42
• 3.5 計算結(jié)果42-51
• 3.5.1 點火滯后期43-44
• 3.5.2 推進劑點燃時刻44-45
• 3.5.3 火焰?zhèn)鞑テ?/span>45-49
• 3.5.4 燃氣填充期49-50
• 3.5.5 整個點火過程分析50-51
• 3.6 不同因素對點火過程的影響51-53
• 3.6.1 不同質(zhì)量流率對點火過程的影響51-52
• 3.6.2 堵蓋打開時間不同對點火的影響52-53
• 3.7 本章小結(jié)53-54
• 4 考慮氣動燃燒的全過程流場分析54-72
• 4.1 侵蝕燃燒機理54-56
• 4.2 基本假設(shè)56
• 4.3 動網(wǎng)格模型介紹與應(yīng)用56-61
• 4.3.1 動態(tài)網(wǎng)格的控制方程56-57
• 4.3.2 移動網(wǎng)格的宏函數(shù)57
• 4.3.3 網(wǎng)格生成方式57-59
• 4.3.4 動網(wǎng)格的應(yīng)用59-61
• 4.4 幾何模型及網(wǎng)格劃分61-63
• 4.5 邊界條件與初始條件63-65
• 4.5.1 邊界條件63
• 4.5.2 初始條件63-65
• 4.6 計算結(jié)果65-70
• 4.6.1 燃面推移圖像65-66
• 4.6.2 無侵蝕燃燒情況下的流場分析66
• 4.6.3 侵蝕燃燒情況下的流場分析66-70
• 4.7 全過程壓力分析70-71
• 4.8 本章小結(jié)71-72
• 5 結(jié)束語72-74
• 5.1 工作總結(jié)72
• 5.2 工作展望72-74
• 致謝74-75
• 參考文獻75-79

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄭麗珠;;固體火箭助推器纖維纏繞殼體首次試驗失敗[J];國外導(dǎo)彈與宇航;1983年09期

2 張靜;;美國著手研制新型火箭助推器[J];國外導(dǎo)彈與航天運載器;1989年04期

3 陳光學(xué),白彥軍,王錚;平飛固體火箭助推器設(shè)計[J];固體火箭技術(shù);2003年04期

4 江雅芬,廖少英;航天飛機的返回式液體火箭助推器方案[J];上海航天;1990年04期

5 C.L.Lach;李德清;;固體火箭助推器的幾種O型環(huán)候選材料回彈特性的評價[J];國外導(dǎo)彈與航天運載器;1990年08期

6 William B.Scott;賀日新;;先進固體火箭助推器的合同競爭的焦點集中在制造技術(shù)上[J];國外導(dǎo)彈與航天運載器;1990年02期

7 王巍;劉君;劉冰;郭正;;火箭助推器從芯級飛行器動態(tài)分離過程的數(shù)值模擬[J];宇航學(xué)報;2006年04期

8 潘蓉;;NASA選定液體助推器研制承包商[J];國外導(dǎo)彈與航天運載器;1988年05期

9 夏喜旺;荊武興;李超勇;;火箭助推器在空間中對雷達觀測的影響[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2009年09期

10 R.J.Schwinghamer;黃久忠;;航天飛機發(fā)動機、外貯箱以及固體火箭助推器的材料與工藝[J];國外導(dǎo)彈技術(shù);1980年11期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 裴錦華;杜軍玲;徐義華;;某無人機火箭助推器典型點火故障分析[A];2011航空維修理論研究及技術(shù)發(fā)展學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 中國科學(xué)院院士、中國航天科技集團公司一院首席咨詢專家 余夢倫;應(yīng)積極開展火箭助推器回收技術(shù)研究[N];中國航天報;2014年

2 曲曦　李敏 熊順楷;北斗衛(wèi)星火箭助推器殘骸墜落目擊記[N];新華每日電訊;2010年

3 趙晶;助推器回收技術(shù)進入試驗驗證階段[N];中國航天報;2014年

4 記者 郭爽;美航天局為登陸火星測試減速“飛碟”[N];新華每日電訊;2014年

5 編譯 楊孝文;私人公司復(fù)活航天飛機設(shè)計[N];北京科技報;2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 郭哲星;某型運載火箭助推器組裝驅(qū)動裝置研制[D];南京理工大學(xué);2016年

2 蘇聽聽;某固體火箭助推器流場數(shù)值模擬及分析[D];南京理工大學(xué);2016年

3 江琳;火箭助推器回收系統(tǒng)初步設(shè)計及仿真研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

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本文編號：956006