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运载火箭共底贮箱加注过程非稳态温度分布数值模拟
被引量:
8
1
作者
王彬
杨瑞生
+2 位作者
郑卫东
周芮
张小斌
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第S01期68-76,共9页
以液氧和煤油为推进剂的新一代运载火箭,承力式共底贮箱结构一方面可以缩短整个运载器长度,改善运载器长径比,二能取消液氧贮箱与煤油贮箱间的箱间段,减轻结构质量。但要求共底夹层需要良好的隔热性能,同时承受煤油箱和液氧箱双向压力...
以液氧和煤油为推进剂的新一代运载火箭,承力式共底贮箱结构一方面可以缩短整个运载器长度,改善运载器长径比,二能取消液氧贮箱与煤油贮箱间的箱间段,减轻结构质量。但要求共底夹层需要良好的隔热性能,同时承受煤油箱和液氧箱双向压力载荷。获得加注过程共底夹层的温度非稳态分布是分析夹层隔热和应力性能的基础。基于CFD方法,模拟了液氮加注过程,共底贮箱包括液氮贮箱和煤油贮箱以及共底夹层,从室温到加注完成的非稳态温度分布。数值模型考虑了贮箱表面可能结冰时的热边界条件变化以及由于壁面漏热导致的液氮/氮蒸气相变蒸发。为了防止煤油局部温度过低,重点分析了叉形环处包裹或未包裹PMI绝热材料对煤油温度场和液氮蒸发率的影响。计算结果表明,叉形环处包裹绝热材料时在自然蒸发阶段煤油局部最低温度小于240 K,而未包裹绝热材料时局部最低温度大于260 K,满足设计要求。仿真结果为液氧和煤油共底贮箱的优化设计提供参考。
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关键词
共底贮箱
煤油
泡沫
液氮蒸发
相变
CFD
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职称材料
不锈钢-硬质聚氨酯复合材料超低温共底结构设计与分析
2
作者
巩瑞琦
崔哲
+2 位作者
董小雷
刘芃山
孙伟
《材料导报》
北大核心
2025年第17期213-219,共7页
共底贮箱是一种理想的推进剂贮箱结构形式,可以减轻运载火箭的质量,提高火箭结构效率。本工作针对液氧/液甲烷低温推进剂组合设计了一种不锈钢/硬质聚氨酯泡沫夹层共底结构,通过有限元仿真对设计结构的隔热性能、低温环境下的强度和刚...
共底贮箱是一种理想的推进剂贮箱结构形式,可以减轻运载火箭的质量,提高火箭结构效率。本工作针对液氧/液甲烷低温推进剂组合设计了一种不锈钢/硬质聚氨酯泡沫夹层共底结构,通过有限元仿真对设计结构的隔热性能、低温环境下的强度和刚度以及稳定性进行分析验证。结果表明,设计结构可以满足低温推进剂的隔热要求,在低温载荷和内压共同作用下保证使用材料不发生失效,两个箱段的内压差在0.260 MPa以下时,结构不会出现失稳。通过进行共底结构的设计分析,可以为类似低温贮箱的共底设计提供相应参考依据。
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关键词
不锈钢
泡沫
共底贮箱
低温推进剂
有限元
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职称材料
低温贮箱共底真空性能分析及测试
被引量:
6
3
作者
王荣宗
孙天辉
《导弹与航天运载技术》
北大核心
2002年第2期47-51,共5页
介绍在常温和低温两种不同条件下贮箱共底的真空性能及测试方法。在低温推进剂泄出的特殊情况下对共底可能出现的故障进行了预测 ,并提出处理方案。
关键词
贮
箱
共
底
低温推进剂
真空性能
测试
运载火箭
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职称材料
夹层共底结构红外图像拼接方法
4
作者
盛涛
郑金华
+3 位作者
向苹
陈超
徐红杰
江海军
《红外技术》
CSCD
北大核心
2023年第9期948-953,共6页
夹层共底贮箱体积庞大,采用脉冲红外无损检测技术单次只能检测一小片区域,需要数百次检测才能完成对夹层共底贮箱的检测,单个工程不利于缺陷位置的判断。本文采用固定重叠区域的红外图像拼接方法,重叠区域采用加权融合方式可有效消除拼...
夹层共底贮箱体积庞大,采用脉冲红外无损检测技术单次只能检测一小片区域,需要数百次检测才能完成对夹层共底贮箱的检测,单个工程不利于缺陷位置的判断。本文采用固定重叠区域的红外图像拼接方法,重叠区域采用加权融合方式可有效消除拼缝,夹层共底结构侧边6个子区域采用弧形拼接方式,可有效解决弧形区域的拼接,可有效解决多工程拼接难题。采集工程缺陷标注后,拼接图像直接显示缺陷的位置信息,对于夹层共底结构缺陷信息判断带来了极大的便利。
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关键词
脉冲红外无损检测
夹层
共底贮箱
图像拼接
弧形拼接
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职称材料
推进剂重定位过程仿真与分析
被引量:
2
5
作者
刘辉
王亚军
+1 位作者
黄兵
朱平平
《南京航空航天大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第S01期17-24,共8页
为了拓展低温上面级滑行时间,满足深空探测任务需求以及提升运载火箭任务适应性,中国未来型号研制将采用间歇沉底的方案,其主要难点是推进剂重定位过程的研究。本文针对目前重定位仿真多为二维CFD仿真且不能准确合理地预示气泡逸出过程...
为了拓展低温上面级滑行时间,满足深空探测任务需求以及提升运载火箭任务适应性,中国未来型号研制将采用间歇沉底的方案,其主要难点是推进剂重定位过程的研究。本文针对目前重定位仿真多为二维CFD仿真且不能准确合理地预示气泡逸出过程的问题,提出一种基于Flow-3D的三维CFD仿真方法。该方法采用卷气体积与液体体积之比(卷气率)预示气泡逸出过程,比以往采用气泡粒子数预示气泡逸出过程的方法更为合理准确。重定位及气泡逸出过程的仿真结果与半人马座落塔试验的结果具有一致性,捕捉到了重定位过程所有特征流型,且对应时刻误差不超过10%。仿真结果表明间歇沉底推进剂管理方案的可行性,并确定了某低温上面级的相关设计参数。
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关键词
低温上面级
共底贮箱
推进剂管理
重定位
卷气率
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职称材料
危险气体监测系统设计及特性
被引量:
4
6
作者
王荣宗
孙天辉
《导弹与航天运载技术》
2000年第2期36-39,共4页
危险气体监测对火箭发射起着重要作用 ,在火箭燃料加注过程中 ,为保证安全 ,需对低温贮箱共底压力和氢浓度进行连续监测。叙述了低温贮箱共底的危险气体监测系统设计及性能测试方法 ,给出了应用实例和试验数据。
关键词
运载火箭
低温
贮
箱
共
底
危险气体
氢浓度
监测
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职称材料
题名
运载火箭共底贮箱加注过程非稳态温度分布数值模拟
被引量:
8
1
作者
王彬
杨瑞生
郑卫东
周芮
张小斌
机构
浙江大学制冷与低温研究所
北京宇航系统工程研究所
出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第S01期68-76,共9页
文摘
以液氧和煤油为推进剂的新一代运载火箭,承力式共底贮箱结构一方面可以缩短整个运载器长度,改善运载器长径比,二能取消液氧贮箱与煤油贮箱间的箱间段,减轻结构质量。但要求共底夹层需要良好的隔热性能,同时承受煤油箱和液氧箱双向压力载荷。获得加注过程共底夹层的温度非稳态分布是分析夹层隔热和应力性能的基础。基于CFD方法,模拟了液氮加注过程,共底贮箱包括液氮贮箱和煤油贮箱以及共底夹层,从室温到加注完成的非稳态温度分布。数值模型考虑了贮箱表面可能结冰时的热边界条件变化以及由于壁面漏热导致的液氮/氮蒸气相变蒸发。为了防止煤油局部温度过低,重点分析了叉形环处包裹或未包裹PMI绝热材料对煤油温度场和液氮蒸发率的影响。计算结果表明,叉形环处包裹绝热材料时在自然蒸发阶段煤油局部最低温度小于240 K,而未包裹绝热材料时局部最低温度大于260 K,满足设计要求。仿真结果为液氧和煤油共底贮箱的优化设计提供参考。
关键词
共底贮箱
煤油
泡沫
液氮蒸发
相变
CFD
Keywords
bulkhead tank
kerosene
foam
liquid nitrogen evaporation
phase change
CFD
分类号
TB661 [一般工业技术—制冷工程]
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职称材料
题名
不锈钢-硬质聚氨酯复合材料超低温共底结构设计与分析
2
作者
巩瑞琦
崔哲
董小雷
刘芃山
孙伟
机构
华北理工大学机械工程学院
出处
《材料导报》
北大核心
2025年第17期213-219,共7页
文摘
共底贮箱是一种理想的推进剂贮箱结构形式,可以减轻运载火箭的质量,提高火箭结构效率。本工作针对液氧/液甲烷低温推进剂组合设计了一种不锈钢/硬质聚氨酯泡沫夹层共底结构,通过有限元仿真对设计结构的隔热性能、低温环境下的强度和刚度以及稳定性进行分析验证。结果表明,设计结构可以满足低温推进剂的隔热要求,在低温载荷和内压共同作用下保证使用材料不发生失效,两个箱段的内压差在0.260 MPa以下时,结构不会出现失稳。通过进行共底结构的设计分析,可以为类似低温贮箱的共底设计提供相应参考依据。
关键词
不锈钢
泡沫
共底贮箱
低温推进剂
有限元
Keywords
stainless steel
foam
common bulkhead tank
cryogenic propellant
finite element
分类号
V45 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
低温贮箱共底真空性能分析及测试
被引量:
6
3
作者
王荣宗
孙天辉
机构
兰州物理所
出处
《导弹与航天运载技术》
北大核心
2002年第2期47-51,共5页
文摘
介绍在常温和低温两种不同条件下贮箱共底的真空性能及测试方法。在低温推进剂泄出的特殊情况下对共底可能出现的故障进行了预测 ,并提出处理方案。
关键词
贮
箱
共
底
低温推进剂
真空性能
测试
运载火箭
Keywords
Storage tank, Cryogenic propellant,Vacuum character.
分类号
V434 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
夹层共底结构红外图像拼接方法
4
作者
盛涛
郑金华
向苹
陈超
徐红杰
江海军
机构
上海复合材料科技有限公司
南京诺威尔光电系统有限公司
出处
《红外技术》
CSCD
北大核心
2023年第9期948-953,共6页
文摘
夹层共底贮箱体积庞大,采用脉冲红外无损检测技术单次只能检测一小片区域,需要数百次检测才能完成对夹层共底贮箱的检测,单个工程不利于缺陷位置的判断。本文采用固定重叠区域的红外图像拼接方法,重叠区域采用加权融合方式可有效消除拼缝,夹层共底结构侧边6个子区域采用弧形拼接方式,可有效解决弧形区域的拼接,可有效解决多工程拼接难题。采集工程缺陷标注后,拼接图像直接显示缺陷的位置信息,对于夹层共底结构缺陷信息判断带来了极大的便利。
关键词
脉冲红外无损检测
夹层
共底贮箱
图像拼接
弧形拼接
Keywords
pulsed infrared thermography
sandwich common bottom tank
image stitching
arc-shaped stitching
分类号
TB302.5 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
推进剂重定位过程仿真与分析
被引量:
2
5
作者
刘辉
王亚军
黄兵
朱平平
机构
北京宇航系统工程研究所
中国航天科技集团有限公司
出处
《南京航空航天大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第S01期17-24,共8页
文摘
为了拓展低温上面级滑行时间,满足深空探测任务需求以及提升运载火箭任务适应性,中国未来型号研制将采用间歇沉底的方案,其主要难点是推进剂重定位过程的研究。本文针对目前重定位仿真多为二维CFD仿真且不能准确合理地预示气泡逸出过程的问题,提出一种基于Flow-3D的三维CFD仿真方法。该方法采用卷气体积与液体体积之比(卷气率)预示气泡逸出过程,比以往采用气泡粒子数预示气泡逸出过程的方法更为合理准确。重定位及气泡逸出过程的仿真结果与半人马座落塔试验的结果具有一致性,捕捉到了重定位过程所有特征流型,且对应时刻误差不超过10%。仿真结果表明间歇沉底推进剂管理方案的可行性,并确定了某低温上面级的相关设计参数。
关键词
低温上面级
共底贮箱
推进剂管理
重定位
卷气率
Keywords
cryogenic upper stage
common bottom tank
propellant management
reorientation
entrained gas ratio
分类号
V475.1 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
危险气体监测系统设计及特性
被引量:
4
6
作者
王荣宗
孙天辉
机构
兰州物理所
出处
《导弹与航天运载技术》
2000年第2期36-39,共4页
文摘
危险气体监测对火箭发射起着重要作用 ,在火箭燃料加注过程中 ,为保证安全 ,需对低温贮箱共底压力和氢浓度进行连续监测。叙述了低温贮箱共底的危险气体监测系统设计及性能测试方法 ,给出了应用实例和试验数据。
关键词
运载火箭
低温
贮
箱
共
底
危险气体
氢浓度
监测
Keywords
Rocket, Mass spctrum, Monitoring.
分类号
V475.1 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
运载火箭共底贮箱加注过程非稳态温度分布数值模拟
王彬
杨瑞生
郑卫东
周芮
张小斌
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
8
在线阅读
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职称材料
2
不锈钢-硬质聚氨酯复合材料超低温共底结构设计与分析
巩瑞琦
崔哲
董小雷
刘芃山
孙伟
《材料导报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
3
低温贮箱共底真空性能分析及测试
王荣宗
孙天辉
《导弹与航天运载技术》
北大核心
2002
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
夹层共底结构红外图像拼接方法
盛涛
郑金华
向苹
陈超
徐红杰
江海军
《红外技术》
CSCD
北大核心
2023
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
推进剂重定位过程仿真与分析
刘辉
王亚军
黄兵
朱平平
《南京航空航天大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
6
危险气体监测系统设计及特性
王荣宗
孙天辉
《导弹与航天运载技术》
2000
4
在线阅读
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职称材料
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