基于多物理场耦合的双脉冲发动机点火过程数值模拟

摘要：

为研究双脉冲固体火箭发动机Ⅱ脉冲点火瞬态过程,发展一套多物理场耦合求解器.流体控制方程基于有限体积法求解,时间推进采用双时间步LU-SGS(Lower Upper Symmetric Guass Seidel)方法;固体推进剂表面温度基于耦合传热方法计算;结构动力学运动方程基于有限元方法离散,采用经典的Newmark格式进行时间推进,流固耦合采用松耦合算法,并通过算例验证求解器的可靠性.计算结果表明:该求解器能够数值模拟Ⅱ脉冲启动过程中的点火药气体冲击、燃气非定常流动及金属膜片机械响应过程,获得金属膜片的破裂时间和压强;且随着点火质量流率增加,推进剂装药首次点燃时间和金属膜片破裂时间变短,膜片破裂压强降低;金属膜片破裂时间和压强不仅与作用在其表面的压强载荷大小相关,而且与压强载荷加载的过程相关;金属膜片厚度越薄,膜片破裂时间越短,膜片轴向位移越大,膜片破裂压强越低.

关键词：多物理场耦合、流固耦合、耦合传热、点火、双脉冲发动机、固体火箭发动机、数值模拟

所属期刊栏目：38

分类号：V235(航空发动机（推进系统）)

资助基金：江苏省普通高校学术学位研究生科研创新计划KYZZ15_0113The Research Innovation Program for College Academic Graduates of Jiangsu Province KYZZ15_0113

在线出版日期：2017-06-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：75-86