运载火箭贮箱增压消能器流场数值仿真方法研究

• 作者: 李颖琦 胡梦琦 梁国柱 王非凡 胡正根
• 来源期刊: 宇航总体技术
• 关键词: 液体运载火箭 增压输送系统 消能器 数值仿真
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 试验与仿真|Experiment and Simulation
• 页码范围: 50-56
• 页数: 7页
• 分类号: V434+.23
• 语种: 中文

摘要

在液体运载火箭贮箱的入口,通常采用增压消能器对贮箱增压气体进行均流、减速,使增压气体平稳、缓慢地降落在推进剂液面上.增压消能器通常由多层筛网、导流锥、扩容腔等部件组成.根据美国NASA的半人马座火箭采用的喇叭口消能器结构和参数,使用计算流体力学(CFD)方法对该种喇叭口形消能器的稳态工作过程进行了数值仿真,获得了消能器工作时的内部流场.通过与美国Lewis中心的消能器试验数据对比,发现仿真结果与试验结果吻合,验证了仿真方法的正确性.研究表明:消能器内部的一级筛网是产生能量损耗的主要来源,设置容腔及增大流通面积能有效降低气体的流动速度,多层筛网对均匀气体分布起到很好的效果.本文应用的流场仿真方法可以推广至其他类型的消能器,为增压消能器的选型、优化设计起到参考作用.