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《哈尔滨工程大学》 2005年
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变截面组合式固体火箭发动机内流场计算

汪斌  
【摘要】:组合式固体火箭发动机的燃烧室流场十分复杂,发动机工作时容易出现问题,利用数值模拟的方法研究发动机内的工作状况,是固体火箭领域的研究方向之一。 本文以某型组合式固体火箭发动机为研究对象,利用C++语言编写了当发动机两级装药分别由内孔管形装药和星形装药组合而成的发动机工作的内弹道程序。采用准定常法,即在某个时刻下认为发动机燃烧室内部处于平衡状态,而在下一个时刻发动机处于另外一个平衡状态,在内弹道计算中考虑了侵蚀燃烧的影响,使得模拟结果更加接近真实情况。通过一维迭代算法求出了在不同时刻下发动机燃烧室流场参数沿轴线的变化曲线,发现对于组合式固体火箭发动机考虑侵蚀效应的重要性。同时推导了二维轴对称可压缩雷诺平均Navier-Stokes方程组,给出了标准的k-ε两方程湍流模型,利用Fluent软件对组合式固体火箭发动机二维轴对称流场进行了数值模拟。为了研究发动机复杂流场,考虑了如下两种情况:(1)发动机两级装药间缝隙处推进剂有阻燃层包覆;(2)发动机两级装药缝隙处推进剂没有阻燃层包覆,两级间距为5mm、10mm和20mm情况,获得了不同情况下发动机燃烧室流场压力、温度、马赫数等参数变化规律。并同采用一维内弹道计算出来的结果进行了比较,分析了发动机工作时可能存在的问题,揭示了组合式固体火箭发动机两级装药间流场参数变化的细节。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:V435

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【参考文献】
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