10kW级氢电弧加热发动机非平衡等离子体流动过程的数值模拟

• 作者: 孙维平 王海兴 魏福智
• 来源期刊: 高电压技术
• 关键词: 等离子体 氢电弧加热发动机 双温度 热力学 输运性质 化学非平衡 解离
• 年，卷（期）: 2013,（7）
• 所属期刊栏目: 非平衡等离子体及其应用专题
• 页码范围: 1614-1620
• 页数: 7页
• 字数: 4125字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1003-6520.2013.07.011

摘要

为对10kW级氢电弧加热发动机中的流动与传热过程进行热力学及化学非平衡数值模拟研究,采用的数学物理模型中引入重粒子和电子能量方程考察发动机喷管内等离子体流动的热力学非平衡特性;引入氢原子、氢离子组分方程,结合总体连续方程和适当的化学反应,考察发动机喷管内等离子体流动的化学非平衡特性;数值计算所需的热力学和输运性质在求解过程中按照当地条件参数计算;控制方程组采用基于Roe格式的数值方法进行离散求解.计算获得的发动机性能参数与文献报道结果相比合理符合.数值模拟结果表明,在发动机喷管内壁面,电子和重粒子的温度差远大于沿发动机轴线的二者之差,说明在发动机内壁面附近电子和重粒子偏离热平衡状况比较明显.通过对各种氢组分在发动机内分布及演化过程分析表明,在发动机出口等离子体流动处于化学非平衡状态.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王海兴	北京航空航天大学宇航学院	27	88	5.0	7.0
2	孙维平	北京航空航天大学宇航学院	2	5	1.0	2.0
3	魏福智	北京航空航天大学宇航学院	1	5	1.0	1.0