固体火箭发动机声涡耦合数值仿真

发布时间：2019-05-11 10:03

【摘要】：研究固体火箭发动机工作中发生的声涡耦合导致的不稳定燃烧,以及燃烧室空腔变化对压力振荡的影响。对VKI缩比发动机流场采用大涡模拟(LES)方法进行数值模拟,确定数值方法可行。采用有限元和大涡模拟结合的方法,对某固体火箭发动机声涡耦合进行仿真分析,对声场分别采用理论方法和有限元数值方法对声模态和声学特性计算,确定有限元方法精度可靠及大涡模拟方法对流场旋涡流动不稳定捕捉准确,计算结果和试验中压力振荡结果相符。表明研究的该固体火箭发动机发生了声涡耦合引起的纵向1阶声不稳定,且获得了自由容积对压力振荡频率及幅值的影响规律。
[Abstract]:The unstable combustion caused by sound vortex coupling in solid rocket motor (SRM) and the influence of chamber cavity change on pressure oscillation are studied. The large vortex simulation (LES) method is used to simulate the flow field of VKI proportional engine, and it is determined that the numerical method is feasible. The acoustic vortex coupling of a solid rocket motor is simulated and analyzed by using the method of finite element method and large vortex simulation, and the acoustic mode and acoustic characteristics are calculated by theoretical method and finite element numerical method, respectively. The accuracy of the finite element method is reliable and the large vortex simulation method is accurate to capture the instability of vortex flow in the flow field, and the calculated results are in good agreement with the results of pressure oscillation in the experiment. It is shown that the longitudinal first order acoustic instability caused by acoustic vortex coupling occurs in the solid rocket motor, and the influence of free volume on the frequency and amplitude of pressure oscillation is obtained.
【作者单位】： 内蒙动力机械研究所;中国航天科工集团第二研究院;
【分类号】：V435

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