基于多孔介质模型的复杂装药SRM工作过程模拟
发布时间：2020-12-03 13:54
固体火箭发动机工作过程数值模拟能够有效、快速、经济地获得发动机内部流动细节、内弹道曲线等实时信息,在发动机性能预示、优化设计方面也扮演着重要角色。包覆装药和含缺陷装药在固体火箭发动机中十分常见,其工作过程受到国内外专家学者的充分关注,因此对其工作过程及模拟方法的研究具有重大意义。Level-set和多孔介质模型组合方法（简称LSPM）可以实现复杂装药固体火箭发动机工作过程的模拟,但是在计算含包覆层装药和含内部缺陷装药等方面有一定的局限性。本文基于多孔介质模型思想,结合Level-set方法,在LSPM基础上开发了含包覆层和含内部缺陷界面识别方法,使得LSPM算法更加完善。主要内容如下:（1）建立了含包覆层和含内部缺陷界面识别方法,结合Level-set方法和多孔介质模型实现了含包覆层装药和含内部缺陷装药的燃面推移和发动机工作过程模拟,拓展了LSPM在固体火箭发动机瞬态内流场计算上的适用性。（2）选取多种模型分别对开发的含包覆层和含内部缺陷界面识别方法展开了界面面积及内流场校验,从界面形态、界面面积以及燃烧室压力等方面验证了改进后的LSPM有较高的计算精度和通用性。（3）基于改进的LSP...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文结构图
域、流体域 1 和流体域 2。其中 Level-set 方程求解域为固体域和流体域 1，两者的交界面即是初始界面，这样划分大大缩减了计算量(因为流体域 2 不需要初始化)，较原先的将除固体域以外的部分都当做流体域的划分方法有了很大改进。因此，针对简单包覆模型，只需要改变区域划分方式，再根据原先算法计算出的各点速度，遵循平行层推移定律就可以实现界面的推移过程。 但是当包覆附近的界面不是直线，而是如图 2.2 所示的凹型界面时，会产生固体域有残留固体的现象。因为界面推移的方向始终沿着最小化距离函数的梯度方向，即图中V 的指向，所以在包覆面和推移一段时间的界面之间会产生如图 2.2 中红色填充处所示的剩余固体，此时简单含包覆层计算方法不再适用。
域、流体域 1 和流体域 2。其中 Level-set 方程求解域为固体域和流体域 1，两者的交界面即是初始界面，这样划分大大缩减了计算量(因为流体域 2 不需要初始化)，较原先的将除固体域以外的部分都当做流体域的划分方法有了很大改进。因此，针对简单包覆模型，只需要改变区域划分方式，再根据原先算法计算出的各点速度，遵循平行层推移定律就可以实现界面的推移过程。 但是当包覆附近的界面不是直线，而是如图 2.2 所示的凹型界面时，会产生固体域有残留固体的现象。因为界面推移的方向始终沿着最小化距离函数的梯度方向，即图中V 的指向，所以在包覆面和推移一段时间的界面之间会产生如图 2.2 中红色填充处所示的剩余固体，此时简单含包覆层计算方法不再适用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于水平集函数的固体火箭发动机瞬态内流场模拟方法研究[J]. 王革,李冬冬,韩万之,张莹. 兵工学报. 2017(08)
[2]基于水平集方法和最小距离函数法的复杂装药燃面退移问题研究[J]. 王革,韩万之,李冬冬,郜冶. 兵工学报. 2017(02)
[3]涡脱落撞击潜入式喷管引起低频压力振荡研究[J]. 杨羽卓,郜冶. 固体火箭技术. 2016(04)
[4]固体火箭发动机装药燃面计算方法[J]. 褚佑彪,张岗,苑博,武渊. 固体火箭技术. 2016(04)
[5]基于MDF方法的装药燃面推移算法研究[J]. 郭梦飞,郭颜红,尚永腾. 航空兵器. 2016(01)
[6]含气孔装药固体火箭发动机结构完整性分析[J]. 李记威,房雷,李晔鑫,职世君. 航空兵器. 2015(04)
[7]星型装药固体火箭发动机工作过程仿真研究[J]. 何涛,孙振华. 航空兵器. 2015(01)
[8]固体火箭发动机转角涡脱落分类[J]. 张翔宇,何国强,刘佩进. 航空动力学报. 2014(08)
[9]装药缺陷对固体火箭发动机内弹道性能的影响[J]. 李焕,杨立波,许云志. 四川兵工学报. 2013(07)
[10]固体火箭发动机径向加质流局部稳定性分析方法研究[J]. 杨尚荣,刘佩进,魏祥庚,金秉宁. 推进技术. 2013(07)
博士论文
[1]大长径比固体火箭发动机不稳定燃烧预示及抑制方法研究[D]. 苏万兴.北京理工大学 2015
[2]有壁面质量注入通道流体动力学典型问题分析[D]. 王革.哈尔滨工程大学 2009
[3]固体火箭发动机点火过程与装药裂纹相互作用机理研究[D]. 葛爱学.国防科学技术大学 2004
硕士论文
[1]涡脱落引起的发动机压力振荡研究[D]. 杨羽卓.哈尔滨工程大学 2016
[2]基于level-set方法模拟复杂装药燃面退移瞬态内流场[D]. 韩万之.哈尔滨工程大学 2016
[3]固体火箭发动机内涡脱落现象的大涡模拟[D]. 李鹏飞.哈尔滨工程大学 2013
[4]含裂纹固体火箭发动机性能分析[D]. 费阳.国防科学技术大学 2010
[5]固液火箭发动机燃烧室工作过程数值模拟[D]. 诸毓武.国防科学技术大学 2005
[6]固体火箭发动机复杂装药燃面算法研究[D]. 秦飞.西北工业大学 2003
本文编号：2896362
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文结构图
域、流体域 1 和流体域 2。其中 Level-set 方程求解域为固体域和流体域 1，两者的交界面即是初始界面，这样划分大大缩减了计算量(因为流体域 2 不需要初始化)，较原先的将除固体域以外的部分都当做流体域的划分方法有了很大改进。因此，针对简单包覆模型，只需要改变区域划分方式，再根据原先算法计算出的各点速度，遵循平行层推移定律就可以实现界面的推移过程。 但是当包覆附近的界面不是直线，而是如图 2.2 所示的凹型界面时，会产生固体域有残留固体的现象。因为界面推移的方向始终沿着最小化距离函数的梯度方向，即图中V 的指向，所以在包覆面和推移一段时间的界面之间会产生如图 2.2 中红色填充处所示的剩余固体，此时简单含包覆层计算方法不再适用。
域、流体域 1 和流体域 2。其中 Level-set 方程求解域为固体域和流体域 1，两者的交界面即是初始界面，这样划分大大缩减了计算量(因为流体域 2 不需要初始化)，较原先的将除固体域以外的部分都当做流体域的划分方法有了很大改进。因此，针对简单包覆模型，只需要改变区域划分方式，再根据原先算法计算出的各点速度，遵循平行层推移定律就可以实现界面的推移过程。 但是当包覆附近的界面不是直线，而是如图 2.2 所示的凹型界面时，会产生固体域有残留固体的现象。因为界面推移的方向始终沿着最小化距离函数的梯度方向，即图中V 的指向，所以在包覆面和推移一段时间的界面之间会产生如图 2.2 中红色填充处所示的剩余固体，此时简单含包覆层计算方法不再适用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于水平集函数的固体火箭发动机瞬态内流场模拟方法研究[J]. 王革,李冬冬,韩万之,张莹. 兵工学报. 2017(08)
[2]基于水平集方法和最小距离函数法的复杂装药燃面退移问题研究[J]. 王革,韩万之,李冬冬,郜冶. 兵工学报. 2017(02)
[3]涡脱落撞击潜入式喷管引起低频压力振荡研究[J]. 杨羽卓,郜冶. 固体火箭技术. 2016(04)
[4]固体火箭发动机装药燃面计算方法[J]. 褚佑彪,张岗,苑博,武渊. 固体火箭技术. 2016(04)
[5]基于MDF方法的装药燃面推移算法研究[J]. 郭梦飞,郭颜红,尚永腾. 航空兵器. 2016(01)
[6]含气孔装药固体火箭发动机结构完整性分析[J]. 李记威,房雷,李晔鑫,职世君. 航空兵器. 2015(04)
[7]星型装药固体火箭发动机工作过程仿真研究[J]. 何涛,孙振华. 航空兵器. 2015(01)
[8]固体火箭发动机转角涡脱落分类[J]. 张翔宇,何国强,刘佩进. 航空动力学报. 2014(08)
[9]装药缺陷对固体火箭发动机内弹道性能的影响[J]. 李焕,杨立波,许云志. 四川兵工学报. 2013(07)
[10]固体火箭发动机径向加质流局部稳定性分析方法研究[J]. 杨尚荣,刘佩进,魏祥庚,金秉宁. 推进技术. 2013(07)
博士论文
[1]大长径比固体火箭发动机不稳定燃烧预示及抑制方法研究[D]. 苏万兴.北京理工大学 2015
[2]有壁面质量注入通道流体动力学典型问题分析[D]. 王革.哈尔滨工程大学 2009
[3]固体火箭发动机点火过程与装药裂纹相互作用机理研究[D]. 葛爱学.国防科学技术大学 2004
硕士论文
[1]涡脱落引起的发动机压力振荡研究[D]. 杨羽卓.哈尔滨工程大学 2016
[2]基于level-set方法模拟复杂装药燃面退移瞬态内流场[D]. 韩万之.哈尔滨工程大学 2016
[3]固体火箭发动机内涡脱落现象的大涡模拟[D]. 李鹏飞.哈尔滨工程大学 2013
[4]含裂纹固体火箭发动机性能分析[D]. 费阳.国防科学技术大学 2010
[5]固液火箭发动机燃烧室工作过程数值模拟[D]. 诸毓武.国防科学技术大学 2005
[6]固体火箭发动机复杂装药燃面算法研究[D]. 秦飞.西北工业大学 2003
本文编号：2896362
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