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气体发生式推进系统降温与点火特性分析

孙涛  
【摘要】:论文以气体发生式推进系统作为研究对象,通过建立数学模型和仿真模型,对其降温、点火装置的结构进行了研究设计。并建立了地面实验系统,通过实验验证了降温组件的性能。主要内容包括: 1、对翅片辐射降温器的设计方法进行了探索。采用螺旋通道使气体与降温器内壁面充分对流换热,用翅片加强降温器壳体与外界的辐射换热;建立数学模型,并运用流体仿真计算软件进行数值仿真计算,通过对仿真计算结果的分析比较,得出最佳设计参数。 2、对三种翅片辐射降温器进行地面实验。针对应用领域的要求,设计并加工出了三种不同的翅片辐射降温器,并建立了地面实验系统,检验了三个加工件的降温性能。 3、研究了气体发生剂单元的点火过程。运用热力计算的方式探索了气体发生剂配方的设计方法,完成了对气体发生剂单元结构的设计;并对点火技术进行了研究,确定了最佳的点火方式。 4、对仿真软件的原理进行了介绍,通过对共用节点法、接触耦合法和流固耦合法三种爆炸仿真方法的分析,结合本文研究对象的特点,在仿真过程设计过程中采用了以多物资流固耦合法为主、其它方法为辅的方法,取得了较好的效果。 5、为气体发生剂单元建立了仿真模型,并采用较为合适的材料模型、状态方程和仿真参数,对它的工作过程进行了仿真分析,直观地观察了燃气的膨胀过程、燃气对膜片的切割分离过程和膜片的破口形状。


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