脉冲式火箭发动机工作过程的数值分析+文献综述
时间:2017-03-16 21:33 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 中文摘要固体火箭发动机点火过程是一个非常短暂的过程，对发动机的正常工作起着重要的影响。对于脉冲固体火箭发动机，因其结构尺寸小、工作时间短、燃烧稳定性差的特点，点火燃气的热冲击的影响尤为突出。 本论文对火箭发动机结构进行合理的简化，建立了便于数值分析的网格，采用适当的数学模型，在不考虑推进剂的燃烧的情况下，应用商业软件CFX对点火燃气在燃烧室内热流冲击的传播过程进行数值模拟。通过对数值结果的分析，获得发动机内压力、速度、温度等参数在燃烧室内的分布情况及其随时间的变化规律，并探讨不同特征结构对发动机内部流场的影响。 关键词 脉冲火箭发动机 热流冲击 内流场 数值分析6565 毕业设计说明书（论文）外文摘要 Title Numerical analysis of the pulse rocket engine Abstract The solid propellant engine ignition procedure is a very short process, which is especially important for pulse solid propellant engine steady work. The problem of ignition impact comes outstanding because of small structure size, short operating time and poor combustion stability in the pulse solid propellant engine. The structure of rocket engine was reasonably simplified for generating reasonable numerical simulation grids. Suitable numerical models were adopted to simulate the spreading process of the engine's ignition hotflow. The combustion of propellant wasn't considered in this paper for the limit of the time and author's knowledge. Numerical simulation of ignition hotflow's spreading process was carried through using CFX. The distribution of the pressure, velocity and temperature is introduced, which changes over the time. Numerical methods were adopted to consider structure' impact on the engine flow field. Keywords Pulse rocket engine hotflow impact inner flow field Numerical Analysis 目 次 1 引言1 1.1 概述1 1.2 国内外研究现状1 1.3 研究意义与背景4 1.4 本文主要工作4 2 点火热冲击流场的数值模拟方法5 2.1 基本方程及数学物理模型5 2.2 CFX 软件简介7 2.3 CFX 求解的设置示例8 3 发动机点火过程热流冲击流场分析10 3.1 点火器介绍10 3.2 研究对象的网格生成10 3.3 边界条件设置14 3.4 点火燃气热流冲击传播过程分析14 4 发动机特征结构对热冲击流场的影响2 4 4.1 点火具结构的影响24 4.2 改变推进剂形状对发动机流场影响的分析28 结论 32 致谢 33 参考文献34 1 引言 1.1 概述 随着对研究的深入，固体火箭发动机的性能越来越高，常规的优化设计及研究方 法已经不能满足固体火箭发动机优化设计的需求。为进一步提高固体火箭发动机的性 能，分析其具体工作过程已经成为一种迫切的需要。在自由装填发动机中，由点火药 生成的高温燃气从点火具破膜喷出并进入燃烧室，将会对药柱产生冲击。随着点火冲 击波在药柱表面的传播，药柱内、外孔受到高温高压气体的冲击而发生变形，甚至使 药柱产生裂纹，导致固体火箭发动机工作失效。脉冲式火箭发动机相比传统固体火箭 发动机，工作时间短，推进剂装药物理性能薄弱，工作过程中流场冲击对发动机性能 的影响更为明显，使得研究脉冲火箭发动机中点火燃气的热冲击流场更为必要。 (责任编辑：qin) |