基于SPH方法的凝胶燃料单滴微爆过程模拟

• 作者: 刘虎 张林涛 强洪夫 石超 陈福振
• 来源期刊: 含能材料
• 学科: 工学
• 关键词: 凝胶燃料 光滑粒子流体动力学(SPH) 微爆过程
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 所属期刊栏目: 推进剂
• 页码范围: 372-378
• 页数: 7页
• 分类号: TJ55|O35|V1
• 字数: 4001字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2017.05.004

摘要

为探究凝胶燃料单滴微爆过程中液滴形态和物理量变化规律,采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法对JP-8金属凝胶液滴的微爆过程进行数值模拟研究.引入完全变光滑长度SPH方法解决气泡膨胀过程中密度梯度和光滑长度梯度变化剧烈的问题.采用修正JCD(Johnson-Cook Damage)强度模型模拟了弹性胶凝剂膜.模拟了凝胶液滴微爆过程中,内部气泡生长、膨胀、破壳、喷射等过程.得到了气泡变形过程中液滴内部压力和胶凝剂膜的应力变化特性.探索了凝胶液滴微爆过程中液滴半径、压力、拉伸应力、表面张力等物理量的变化规律.数值模拟结果显示,随着时间的推移,凝胶液滴体积逐渐膨胀,压力震荡上升,当直径膨胀比D/D0达到1.4时,胶凝剂膜破裂,液滴体积迅速缩小,压力急剧下降.对于多气泡凝胶液滴,大气泡相对小气泡膨胀更快,且大气泡产生对壁面的压力更大,导致胶凝剂膜在靠近大气泡附近破裂,破裂时间相较于单一气泡有所缩短.数值模拟结果与实验结果相吻合,揭示了凝胶液滴微爆过程的内在机理,验证了SPH算法在解决此类问题上的有效性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈福振	火箭军工程大学动力工程系	8	30	3.0	5.0
2	强洪夫	火箭军工程大学动力工程系	32	37	4.0	5.0
3	刘虎	火箭军工程大学动力工程系	6	23	2.0	4.0
4	石超	火箭军工程大学动力工程系	5	7	1.0	2.0
5	张林涛	火箭军工程大学动力工程系	1	1	1.0	1.0