Al化AP/HTPB复合推进剂的颗粒分布及凝聚过程仿真

发布时间：2021-07-11 17:10

　　在固体火箭推进剂中,通过添加高能金属燃烧剂,以此来提高发动机比冲并可抑制燃烧的不稳定性；从推进剂表面铝颗粒的燃烧凝聚到高温高压气-粒两相流中颗粒的凝聚破碎,均是以推进剂的初始配方为基础,因此,开展对推进剂颗粒分布与凝聚过程的仿真是非常必要的。主要的研究工作如下：（1）基于推进剂燃烧采用逐层燃烧的基本假设,结合颗粒随机碰撞原理,模拟了颗粒二维随机分布特性；并建立了三种随机分布模型,依据其仿真精度和仿真效率的差异确定了一种较优模型,以此作为三维颗粒随机分布的模拟基础。（2）通过对颗粒碰撞过程的分析,建立了颗粒的三维随机分布模型,研究了颗粒随机分布规律；且对“随机包裹”模型进行改进,结合某一种Al化AP/HTPB复合固体推进剂的配方,模拟了AP和Al颗粒的随机分布特性；（3）基于二维较优模型,模拟了双组分颗粒的二维随机分布特性,并结合两种凝聚算法,对其颗粒凝聚过程进行了仿真,得到了颗粒凝聚的随机分布图；（4）基于三维改进的随机算法,结合所建立A1化AP/HTPB复合固体推进剂颗粒的三维颗粒的随机分布特性,并结合两种凝聚算法,对三维的颗粒凝聚过程进行了仿真,得到了颗粒凝聚的随机凝聚状态图,分析... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外的研究进展
        1.2.1 金属燃烧剂的研究背景、特点和性质
        1.2.2 Al化复合推进剂包裹模型与燃烧表面Al颗粒凝聚的特性研究
    1.3 本文主要的研究内容
2 AP/HTPB复合推进剂能量特性、颗粒碰撞理论以及某种包裹模型的分析
    2.1 引言
    2.2 固体火箭推进剂的能量特性
        2.2.1 固体火箭推进剂能量的相关量
        2.2.2 提高固体推进剂能量特性的途径
    2.3 复合推进剂中颗粒碰撞理论
        2.3.1 初始状态
        2.3.2 碰撞时间
        2.3.3 逃离时间
        2.3.4 碰撞动力学模型
    2.4 Al化AP/HTPB包裹模型介绍
        2.4.1 相关变量
        2.4.2 某种包裹模型原理
        2.4.3 包裹模型分析
        2.4.4 离散元软件PFC在包裹模型中的应用
    2.5 本章小结
3 二维空间内颗粒随机分布的模拟
    3.1 二维随机分布模型的建立
        3.1.1 碰撞的基本原理
        3.1.2 二维颗粒碰撞的模型建立
    3.2 二维随机分布模型仿真计算
        3.2.1 二维多模型的仿真计算与分析对比
        3.2.2 二维多颗粒仿真计算与分析
    3.3 本章小节
4 Al化AP/HTPB复合推进剂的颗粒分布的模拟
    4.1 三维颗粒的碰撞原理
    4.2 三维颗粒的模拟与仿真分析
        4.2.1 三维颗粒的模拟
        4.2.2 颗粒数量和直径增长率对粒径的影响
    4.3 Al化AP/HTPB复合推进剂的模拟与分析
        4.3.1 Al化AP/HTPB复合推进剂的包裹模型建立
        4.3.2 Al化AP/HTPB复合推进剂的包裹模型仿真计算
    4.4 本章小结
5 Al化AP/HTPB复合固体火箭推进剂中铝颗粒的凝聚分析
    5.1 引言
    5.2 颗粒发生凝聚的凝聚模型
        5.2.1 常见的几种凝聚模型
        5.2.2 颗粒凝聚模型的建立
    5.3 二维空间内颗粒的凝聚计算
        5.3.1 二维颗粒的随机分布
        5.3.2 二维颗粒的凝聚计算
    5.4 Al化AP/HTPB复合推进剂中Al的凝聚计算
        5.4.1 Al颗粒与AP颗粒的随机分布
        5.4.2 Al化AP/HTPB复合推进剂中Al颗粒凝聚的仿真计算
    5.5 本章小节
6 结束语
    6.1 工作总结
    6.2 问题与展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
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[5]纳米铝活性保持及性能表征研究[D]. 谌兴.华中科技大学 2009
[6]固体推进剂细观力学与本构关系研究[D]. 宋丹平.武汉理工大学 2008
[7]铝纳米颗粒活性表征方法的研究[D]. 段欢.华中科技大学 2008



本文编号：3278505