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状态方程对飞行器CO_(2)气动弹射性能预示的影响研究
1
作者 申志强 张博伦 +1 位作者 张凡榛 夏军 《宇航学报》 北大核心 2025年第10期2017-2028,共12页
为充分发挥理论预示模型在飞行器CO_(2)气动弹射装置设计及优化中的作用,需在准确评价工质状态方程对预示模型计算结果影响的基础上,对其进行合理选用。基于工程热力学、流体动力学基本原理,建立了基于工质密度和比内能的通用型高–低... 为充分发挥理论预示模型在飞行器CO_(2)气动弹射装置设计及优化中的作用,需在准确评价工质状态方程对预示模型计算结果影响的基础上,对其进行合理选用。基于工程热力学、流体动力学基本原理,建立了基于工质密度和比内能的通用型高–低压飞行器气动弹射理论预示模型。选用CO_(2)工质常见的两类立方型状态方程(RKS、PR),3类经验参数型状态方程(BWR、HUANG和SW96)进行求解。将模型计算结果与已有文献及本文试验进行对比,验证了模型的有效性。系统分析了工质在不同初始密度及压力条件下,各类状态方程计算结果的差异。当工质初始密度大于600 kg/m^(3)时,BWR、PR和RKS方程的计算相对误差随密度增大而迅速增加,极端情况下接近20%;SW96和HUANG方程则保持了较高的计算精度。实践中,应根据弹射装置初始状态合理选用工质状态方程。 展开更多
关键词 状态方程 二氧化碳 气–液平衡 气动弹射
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脉冲触发对固体火箭发动机内弹道和瞬态流场特性的影响
2
作者 卢健程 李军伟 +3 位作者 张文昊 曾佳进 牛俊博 王宁飞 《兵工学报》 北大核心 2025年第1期176-191,共16页
为研究脉冲触发对固体火箭发动机内弹道及瞬态流场特性的影响,利用数值计算方法建立脉冲触发器内弹道模型、发动机侵蚀燃烧模型以及动态流场仿真模型,对固体火箭发动机脉冲触发过程进行瞬态流场仿真。研究结果表明:与实验结果相比,压强... 为研究脉冲触发对固体火箭发动机内弹道及瞬态流场特性的影响,利用数值计算方法建立脉冲触发器内弹道模型、发动机侵蚀燃烧模型以及动态流场仿真模型,对固体火箭发动机脉冲触发过程进行瞬态流场仿真。研究结果表明:与实验结果相比,压强预示误差小于5%;脉冲触发使得燃烧室内横向气流速度增大,靠近脉冲端的推进剂发生了侵蚀燃烧,侵蚀燃烧对压强抬升的贡献高达44%;脉冲触发时,越靠近脉冲入口的推进剂受侵蚀燃烧越严重,侵蚀比最大可达7.32;改变脉冲药量研究发现,脉冲药量越大,发动机压强峰值越大,压强抬升率和脉冲结束后的衰减率越大。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 脉冲触发 侵蚀燃烧 流场仿真
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过载条件下固体发动机内流场数值模拟 被引量：36
3
作者 何国强 王国辉 +2 位作者 蔡体敏 阮崇智 王富春 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期182-185,共4页
应用颗粒轨道模型 ,连续相控制方程按二阶迎风有限体积方法进行离散 ,并对纵、横加速度载荷均为2 0g、 30g和 35g的固体火箭发动机燃烧室内两相流动进行了模拟。结果表明 ,有纵横加速度载荷的情况下 ,发动机燃烧室内颗粒相会形成粒子聚... 应用颗粒轨道模型 ,连续相控制方程按二阶迎风有限体积方法进行离散 ,并对纵、横加速度载荷均为2 0g、 30g和 35g的固体火箭发动机燃烧室内两相流动进行了模拟。结果表明 ,有纵横加速度载荷的情况下 ,发动机燃烧室内颗粒相会形成粒子聚集流 ,对承载方向的装药和壁面产生严重的冲蚀 ,明显改变了发动机燃烧室内原有的轴对称流动形态 ,同时承载方向上粒子聚集流的最大密度点随横向加速度的增加而远离发动机后封头。这些结果与实验发动机试车结果有较好的一致性 。 展开更多
关键词 过载飞行 固体推进剂 火箭发动机 三维流 二相流 数值仿真
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固体火箭燃气射流近场形成与发展的数值模拟 被引量：21
4
作者 李军 曹从咏 徐强 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期410-413,共4页
固体火箭武器燃气射流的近场区域存在有复杂的波系,膨胀波、压缩波的混合作用是机 弹、弹 舰相容性研究的重要内容,复杂波系压力、温度场的分布是燃气射流动力冲击和热冲击作用的直接因素。因为这一区域流动的复杂性,使得实验研究非常... 固体火箭武器燃气射流的近场区域存在有复杂的波系,膨胀波、压缩波的混合作用是机 弹、弹 舰相容性研究的重要内容,复杂波系压力、温度场的分布是燃气射流动力冲击和热冲击作用的直接因素。因为这一区域流动的复杂性,使得实验研究非常困难。为此应用数值分析的方法,研究了固体火箭高度欠膨胀燃气射流流场起始冲击波、近场波系的形成及发展。计算结果揭示了近场区域的一些特性,与文献提供的数据较为吻合,为工程应用提供了帮助。 展开更多
关键词 固体火箭推进 火箭排气 喷管气流 流动分布 数值仿真
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飞行参数对导弹发动机羽流的影响 被引量：16
5
作者 孙振华 徐东来 何国强 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期188-191,共4页
对导弹发动机在不同飞行条件下的羽流进行数值模拟,得到飞行参数对导弹发动机羽流的影响规律,为载机挂点设计和制定发射边界提供了相应的理论依据。计算结果表明,在相同飞行马赫数下随飞行高度的增加,导弹羽流边界随之增加;在相同飞行... 对导弹发动机在不同飞行条件下的羽流进行数值模拟,得到飞行参数对导弹发动机羽流的影响规律,为载机挂点设计和制定发射边界提供了相应的理论依据。计算结果表明,在相同飞行马赫数下随飞行高度的增加,导弹羽流边界随之增加;在相同飞行高度下随飞行马赫数的增加,导弹羽流边界随之减小,同时导弹羽流结构也随飞行条件变化而有很大的不同。数值模拟与地面试验结果一致,计算具有较高的可信度。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 羽流 马赫盘 发射边界 数值模拟
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固体火箭发动机内流场研究的新动向 被引量：7
6
作者 蔡体敏 肖育民 +2 位作者 何国强 李江 孙得川 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 1998年第3期13-19,共7页
对固体火箭发动机内流场的研究作了总结性的回顾，并对近年来该研究领域的若干新动向作了介绍，即粒子沉积研究、基于非结构网格技术的内流场数值模拟、复杂内流场模拟试验、分区计算技术、燃气流动与装药结构分析的一体化模拟、“真三... 对固体火箭发动机内流场的研究作了总结性的回顾，并对近年来该研究领域的若干新动向作了介绍，即粒子沉积研究、基于非结构网格技术的内流场数值模拟、复杂内流场模拟试验、分区计算技术、燃气流动与装药结构分析的一体化模拟、“真三维”流动数值研究。这些新研究技术的介绍对跟踪国内外固体火箭发动机内流场研究的最新进展，推动我国该领域的研究水平有指导作用。 展开更多
关键词 固体推进剂 火箭发动机 流场 数值模拟 格网法
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高超声速喷管非平衡尺度效应的数值分析 被引量：7
7
作者 曾明 林贞彬 +1 位作者 冯海涛 瞿章华 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期38-41,共4页
采用轴对称热化学非平衡全N S方程, 数值分析了高超声速喷管流场中非平衡引起的尺度效应。并给出计算条件下喷管轴线上的物理量和化学组元分布。计算结果表明, 在喉部下游不远处流动趋近于化学冻结和热力冻结状态。流场 (特别是核心无... 采用轴对称热化学非平衡全N S方程, 数值分析了高超声速喷管流场中非平衡引起的尺度效应。并给出计算条件下喷管轴线上的物理量和化学组元分布。计算结果表明, 在喉部下游不远处流动趋近于化学冻结和热力冻结状态。流场 (特别是核心无粘流区) 的特性不仅取决于流动尺度的相对值, 也取决于其绝对值。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 喷管 非平衡流 尺度效应
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水下固体发动机尾流场数值仿真 被引量：9
8
作者 向敏 吴雄 +1 位作者 张为华 王中伟 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期479-483,共5页
基于轴对称非定常可压缩N-S方程和VOF两相流模型,对水下固体发动机尾流场进行了数值仿真。结果较好地预示了尾流场燃气泡生长过程,得到了水下发动机工作初期尾流场形态及其演化过程。对发动机在水下和地面两种工况下的性能进行了对比。
关键词 固体推进剂火箭发动机 水下火箭 尾流 二相流 流场仿真
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固体火箭发动机气动喉部的两相流数值模拟 被引量：8
9
作者 谢侃 王一白 刘宇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期56-60,共5页
本文对两相流条件下的环缝式气动喉部方案进行了数值模拟。气-粒两相流动模型采用二维轴对称欧拉-拉格朗日模型。研究了二次流不同喷射位置、角度、流率及喷嘴个数对气动喉部调节有效喉部面积大小的影响规律。模拟得到了两相流条件下气... 本文对两相流条件下的环缝式气动喉部方案进行了数值模拟。气-粒两相流动模型采用二维轴对称欧拉-拉格朗日模型。研究了二次流不同喷射位置、角度、流率及喷嘴个数对气动喉部调节有效喉部面积大小的影响规律。模拟得到了两相流条件下气动喉部的流场特征,结果表明使二次流的喷入位置越靠近喉部、增大二次流流量或减小喷射角度都能明显增加气动喉部调节性能;由此归纳出增强气动喉部对主流扼流能力的两种主要机制,即增加挤压和流阻。 展开更多
关键词 固体推进剂火箭发动机 气动喉部^+ 二次流 两相流^+ 数值仿真
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固体火箭发动机尾喷焰复燃流场计算 被引量：29
10
作者 姜毅 傅德彬 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期615-620,共6页
为解决高温、高速、含化学反应的固体火箭发动机复燃流场计算问题,从固体火箭发动机热力计算和喷管一维等熵流动入手,获取发动机喷管出口参数和燃气组分含量。在此基础上,建立含组分输运方程和化学反应动力过程的复燃流场控制方程,并利... 为解决高温、高速、含化学反应的固体火箭发动机复燃流场计算问题,从固体火箭发动机热力计算和喷管一维等熵流动入手,获取发动机喷管出口参数和燃气组分含量。在此基础上,建立含组分输运方程和化学反应动力过程的复燃流场控制方程,并利用基于MUSCL ROE格式的有限体积法进行求解计算。计算结果给出了尾喷焰流场的流场结构和燃气组分分布情况,可为尾喷焰防护和目标特性研究提供基础。 展开更多
关键词 尾喷焰 复燃流场 吉布斯自由能 有限体积法
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大过载下固体火箭发动机内弹道计算 被引量：8
11
作者 郭颜红 梁晓庚 陈斌 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1944-1948,共5页
大过载会对固体火箭发动机装药燃烧产生很大的影响。采用基于加速度的装药燃速增强模型,通过水平集(Level set)算法对非均匀燃速下的复杂燃面非平行层推移过程进行计算,得到了大过载下的内弹道性能.计算结果表明:过载对发动机内弹道影... 大过载会对固体火箭发动机装药燃烧产生很大的影响。采用基于加速度的装药燃速增强模型,通过水平集(Level set)算法对非均匀燃速下的复杂燃面非平行层推移过程进行计算,得到了大过载下的内弹道性能.计算结果表明:过载对发动机内弹道影响不大,在过载作用方向上装药燃速增加,可能导致装药出现偏烧,绝热层提前暴露,造成该处烧蚀加剧. 展开更多
关键词 固体火箭发动机 内弹道 过载 水平集算法
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用RTR技术确定SRM燃烧室凝相粒子加入边界条件 被引量：4
12
作者 李江 蔡体敏 +1 位作者 肖育民 何国强 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第5期30-34,共5页
由于缺乏有效的实验手段， 目前的ＳＲＭ 颗粒轨道模型很不完善， 其中粒子的加入边界条件完全是建立在人为假设的基础上。针对这种情况， 发展了一种以实验为基础的确定凝相粒子加入边界条件的方法， 首先利用ＲＴＲ技术对实验发动机... 由于缺乏有效的实验手段， 目前的ＳＲＭ 颗粒轨道模型很不完善， 其中粒子的加入边界条件完全是建立在人为假设的基础上。针对这种情况， 发展了一种以实验为基础的确定凝相粒子加入边界条件的方法， 首先利用ＲＴＲ技术对实验发动机热试车条件下凝相粒子的运动进行实验研究， 通过图象处理技术获得粒子的运动轨迹， 然后采用轨道模型法计算实验条件下凝相粒子的运动轨迹， 通过轨迹反推法给出了粒子加入边界条件。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 燃烧室 颗粒轨迹 RTR 边界条件
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闭口管内气体非线性振荡研究 被引量：7
13
作者 刘君 郭正 瞿章华 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期32-35,共4页
采用新型的计算效率较高的ENO差分格式 ,从一维非定常Euler方程出发 ,对受扰动气体在闭口管内的传播现象进行了数值模拟。计算发现小扰动情况下 ,当激振频率接近管内气体的固有频率时会发生非线性振荡 ,有激波产生 ;但当扰动较大时 ,激... 采用新型的计算效率较高的ENO差分格式 ,从一维非定常Euler方程出发 ,对受扰动气体在闭口管内的传播现象进行了数值模拟。计算发现小扰动情况下 ,当激振频率接近管内气体的固有频率时会发生非线性振荡 ,有激波产生 ;但当扰动较大时 ,激振频率的影响变得不明显。 展开更多
关键词 固体推进剂火箭发动机 闭口管 气体 非线性振荡
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双喉道推力矢量喷管的内流特性研究 被引量：16
14
作者 汪明生 杨平 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期566-572,共7页
为了研究双喉道推力矢量喷管(DTN)在非推力矢量和推力矢量情况下的内流特性,基于数值模拟的方法,计算分析了不同几何参数和气动参数对DTN的影响。结果表明,DTN在非推力矢量时,仅在落压比(ZNPR)为3～4之间才具有较高的内流性能(推力系数... 为了研究双喉道推力矢量喷管(DTN)在非推力矢量和推力矢量情况下的内流特性,基于数值模拟的方法,计算分析了不同几何参数和气动参数对DTN的影响。结果表明,DTN在非推力矢量时,仅在落压比(ZNPR)为3～4之间才具有较高的内流性能(推力系数达0.97,流量系数为0.94),当落压比增加时,推力系数迅速下降。在推力矢量时,DTN可以获得很大的推力矢量效率(当落压比为4,引射量为3%时达到4),且推力系数也较高(0.94以上),其综合性能优于单喉道偏移和激波操纵式矢量喷管。二次流量、落压比、凹腔扩张角和收敛角、引射角度都对推力矢量状态下的DTN内流性能有着不同的影响。为了实现DTN在推力矢量和非推力矢量下都有较好的内流综合性能,所建议的设计参数为:落压比为3～4,引射量为3%,凹腔扩张角为10°左右,收敛角在20°～30°,引射角度为30°逆流引射角(β=30°)。 展开更多
关键词 射流推力矢量 双喉道喷管 内流特性 数值仿真
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加速度对固体火箭发动机内弹道性能的影响 被引量：6
15
作者 张如洲 张平 +6 位作者 李葆江 魏英华 张钢锤 郭彤 南宝江 王杰 马喜梅 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期6-8,共3页
用片型装药火箭发动机和含铝复合推进剂 ,研究了加速度对固体火箭发动机内弹道性能的影响。研究结果表明 ,在加速度 70 g的条件下 ,2 0 1 0推进剂的平均效应燃速比 ra/ r0 高达 1 .51 5,固体火箭发动机的内弹道性能呈现明显的变化。
关键词 固体推进剂火箭发动机 内弹道性能 燃速
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中、小过载下战术发动机内流场数值模拟 被引量：12
16
作者 许团委 田维平 王建儒 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期532-539,共8页
针对战术发动机的飞行条件,建立了固体发动机过载条件下内流场两相流计算模型,开展了3种典型中、小飞行过载下的流场计算,详细分析了燃烧室内凝相颗粒冲刷参数分布,并初步分析了颗粒聚集状态与绝热层烧蚀之间的关系。研究结果表明:(1)... 针对战术发动机的飞行条件,建立了固体发动机过载条件下内流场两相流计算模型,开展了3种典型中、小飞行过载下的流场计算,详细分析了燃烧室内凝相颗粒冲刷参数分布,并初步分析了颗粒聚集状态与绝热层烧蚀之间的关系。研究结果表明:(1)当横向过载达到一定程度,在发动机筒段绝热层表面,在承载面沿着流场方向会形成一条粒子浓度缓慢增大的聚集带,而在非承载面粒子分布较为稀疏。(2)过载大小对颗粒冲刷速度的影响不明显,主要原因是燃气本身对颗粒运动的轴向加速很大,而过载的作用体现不明显。(3)燃烧室中粒子密集区一定程度反映了该部位的烧蚀环境较为严酷,绝热层烧蚀主要由于凝相粒子低速聚集导致了局部热增量加剧并引起了颗粒的二次聚集效应。因此,长时间中、小过载下,为了缓解燃烧室绝热层局部的严酷烧蚀环境,在已知粒子冲刷参数分布下,可增加局部绝热层设计厚度,调整发动机的飞行姿态使承载面呈现正负交替的过载以及增加发动机自身旋转动作。 展开更多
关键词 战术发动机 中 小过载 两相流 三维数值仿真
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固体燃料底部排气空气动力研究 被引量：8
17
作者 丁则胜 邱光纯 +3 位作者 刘亚飞 陈少松 李静嫒 罗荣 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1991年第3期300-307,共8页
本文介绍固体燃料底部排气燃烧空气动力理论及实验研究的若干结果。给出喷射参数、来流M数、模型船尾角、船尾长、排气口直径、模型转速等参数对底排减阻率的影响。提出了一种可用于固体燃料底排条件下的底压解析计算方法。
关键词 底部排气 固体燃料 底部减阻
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级间分离的流场及热流分析研究 被引量：13
18
作者 张文普 丰镇平 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期240-243,共4页
对多级火箭级间热分离过程中,一级、二级发动机的分离流场进行了计算,并分析了分离机构 柱形爆炸器表面的热流分布情况;应用分区非结构化网格,进行了二维可压缩湍流流场的数值模拟,在数值计算中应用了k ε湍流模型,并考虑壁面热辐射的... 对多级火箭级间热分离过程中,一级、二级发动机的分离流场进行了计算,并分析了分离机构 柱形爆炸器表面的热流分布情况;应用分区非结构化网格,进行了二维可压缩湍流流场的数值模拟,在数值计算中应用了k ε湍流模型,并考虑壁面热辐射的辐射传热模型;研究了分离过程中,级间区域的流场特性以及同柱形爆炸器的传热情况,数值结果将有助于级间分离装置的热防护结构设计。 展开更多
关键词 固体推进剂火箭发动机 级间分离 数值仿真 热流计算
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粒子尺寸分级的喷管两相流场计算 被引量：4
19
作者 李雅娣 陈林泉 蹇泽群 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期32-34,共3页
应用计算流体力学软件FLUENT,对固体火箭发动机喷管内的二维两相粘性湍流进行数值模拟。用拉格朗日方法对粒子的速度、温度、轨迹进行处理。5组级别粒子尺寸的气流被用来实验和计算,计算结果表明,粒子尺寸分布对两相流场有显著影响。
关键词 固体推进剂火箭发动机 喷管 两相流场 计算 数值模拟 粒子尺寸
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固体火箭发动机内轴对称两相流场的一体化数值模拟 被引量：5
20
作者 夏智勋 丁英仁 +1 位作者 方丁酉 张为华 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第5期23-27,共5页
将固体火箭发动机燃烧室和喷管作为一个整体，应用时间相关法进行了轴对称两相流场的一体化数值模拟。对气相采用ＭａｃＣｏｒｍａｃｋ显式差分格式，对颗粒相则采用特征线法进行计算。计算结果表明该方法可以对带潜入式喷管的发动机内... 将固体火箭发动机燃烧室和喷管作为一个整体，应用时间相关法进行了轴对称两相流场的一体化数值模拟。对气相采用ＭａｃＣｏｒｍａｃｋ显式差分格式，对颗粒相则采用特征线法进行计算。计算结果表明该方法可以对带潜入式喷管的发动机内复杂的两相流场进行有效的数值模拟。 展开更多
关键词 固体推进剂 火箭发动机 流场模拟 数值模拟
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