摘要:

以某固体火箭发动机喷管为例，研究其旋转情况下的流动、传热及热结构响应性能。利用雷诺应力湍流模型，结合增强型壁面函数，求解N-S方程。以喷管内壁面温度分布为边界条件，求解二维轴对称瞬态热传导方程。将瞬态温度场按时间步长加载，进行瞬态静力学分析，得到不同转速下的流场、温度场及应力场。结果表明，喷管在旋转情况下，喷管内壁面尤其是喉部及扩张段温度分布在转速为100 r／min及600 r／min左右时变化剧烈；旋转内流场与喷管结构的耦合作用加剧了喷管的传热，尤其是喉衬的烧蚀，特征点温度值随转速增大而升高；最大热应力位于喷管最外层尾端，整体热应力在转速低于100 r／min时得到释放，随着转速的不断增大，喷管整体最大热应力及扩张段特征点应力随之增大，而喉衬特征点由于旋转导致了温度梯度降低，其应力值随之减小。

摘要:

对"长二丙改"火箭上面级CPKM发动机喷管的高空性能进行了预示.气相采用显式MacCormack差分格式、颗粒相采用特征线法,数值求解采用轴对称二维两相粘性流动模型.对CPKM发动机喷管进行数值模拟,所得的发动机平均推力与实测性能数据相比较,相对误差为2.3%.研究表明, 所采用的流动模型和数值模拟方法,对高空大面积比喷管性能进行的预示是有效的.

摘要:

以某型号固体火箭发动机喷管为研究对象，基于统计学聚类分析方法，研究了该型号喷管内流场、温度场及应力场对旋转的响应。采用流动?传热?热结构的顺序耦合方法，得到了各转速条件下的稳态流场及瞬态温度场、应力场情况。将流场、温度场、应力场原始数据标准化并构造关系矩阵，再通过聚类分析，将结果分别划分为类间差异明显的5类。由于喷管结构与旋转的耦合作用，流场与温度场及应力场聚类分析结果均存在差异。温度场与应力场聚类分析结果一致，说明旋转产生的离心力对喷管应力情况影响不大，热应力仍是该型喷管应力的主要来源。分别研究各类别中任意工况的应力情况，可得到不同战术指标下喷管热应力特征，提高了该型号喷管设计水平。该分析方法得到了统一的变化规律，可有效降低实验成本。另外，对于具有旋转特征的发动机喷管工作过程中的故障诊断、失效行为等的预示有指导意义。