运载火箭簇式发动机喷流热环境数值研究

发布时间：2024-05-25 01:40

　　针对液体火箭一级簇式发动机,建立了全箭三维模型,采用可压缩的冻结燃气流和DO模型辐射换热离散方法,研究了多喷管发动机工作时喷流流场参数分布规律和底部热环境随高度的变化关系。研究结果表明,随飞行高度增加,自由来流与发动机羽流之间形成干扰效应,喷流扩张角逐渐扩大,簇式喷管喷流之间形成干扰激波,并产生回流。当喷管间隙回流达到声速时,发动机底部压力会逐渐增大形成回流阻塞并形成局部高温区,随飞行高度变化,喷流高温区域前移,温度升高。高温反流直接冲击箭地底部,热流密度最大点出现在四个喷管中心底部位置,出现在箭体飞行20 km高度左右。研究揭示了不同飞行高度底部热流密度的变化机理。

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【部分图文】：

图６不同飞行高度马赫数等值线图??Ｆｉｇ．?６?Ｉｓｏｇｒａｍｓ?ｏｆ?Ｍａｃｈ?ｎｕｍｂｅｒ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｆｌｉｇｈｔ?ａｌｔｉｔｕｄｅｓ??

３０８６??工程热物理学报??４１卷??喷流尾部??０．２??图５模型网格划分??Ｆｉｇ．?５?Ｍｏｄｅｌ?ｍｅｓｈｅｓ??（ｅ）?Ｐｚ／Ｐｅ＝?１２０００，?Ｍａ＝３．９?（ｆ）?Ｐｚ／Ｐｅ＝?１０２０００，?Ｍａ＝５．６??图６不同飞行高度马赫数等值线图??Ｆｉｇ．?６?Ｉｓ....

图７温度分布云图??Ｆｉｇ．?７?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ??有关，各火箭参数不同引起喷流干扰出现的高度不??同，文献?

６?２１１０?２３８４?２６５８?２９３２?２１１?５１７?８２２?１１２８?１４３４?１７３９?２０４５?２３５１?２６５７?２９６２?３２６８??２２２?５３５?８４９?１１６２?１４７６?１７８９?２１０３?２４１６?２７３０?３０４４?３３５７?１９５?５０７?８２０?１....

图１３箭体底部流场漩涡（６４．６?ｋｍ）??Ｆｉｇ．?１３?Ｖｏｒｔｅｘ?ｆｌｏｗ?ｆｉｅｌｄ?ａｔ?ｔｈｅ?ｂｏｔｔｏｍ?ｏｆ?ｒｏｃｋｅｔ?（６４．６?ｋｍ）??喷管间隙流入大气，对２点形成较强的对流加热效??应

１２期??孙培杰等：运载火箭簇式发动机喷流热环境数值研究??３０８９??－４??０??１０??２０?３０??高度／ｋｍ??４０??５０??６０??图１２箭体底部３点热流密度变化曲线??Ｆｉｇ．?１２?Ｈｅａｔ?ｆｌｕｘ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?３?ｐｏｉｎｔ?ａｔ?ｔｈｅ?ｂｏｔｔｏｍ....

图１运载火箭结构示意图??Ｆｉｇ．?１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｌａｕｎｃｈ?ｖｅｈｉｃｌｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??ｒｏｎｖｅｗ??

流模型。??采用离散坐标辐射模型（ＤＯ）研究喷流热辐射??影响，该模型可以适用燃烧间题中出现的参Ｖ性??介质辐射，对子Ｍ杂结构Ｅ具有局部高温热源情??况，ＤＯ模型具有较高的计算精度Ｗｓ辐射模型??中计葬气体的吸收系数时采．用灰气体加权乎．均模型??（ＷＳＧＧＭ），该模型对简甲．的....

本文编号：3981517