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基于流固耦合的固体发动机复合喷管烧蚀型面演变
被引量:
1
1
作者
陈旭龙
闫航
+2 位作者
张春宇
冯喜平
侯晓
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期113-123,共11页
由于材料烧蚀性能不同,固体火箭发动机复合喷管普遍存在烧蚀台阶,严重影响喷管结构完整性,降低喷管性能。为了预示固体火箭发动机复合结构喷管内不同热防护材料交接处的烧蚀台阶型面演变过程,建立了一种能反映喷管两相流环境下防热材料...
由于材料烧蚀性能不同,固体火箭发动机复合喷管普遍存在烧蚀台阶,严重影响喷管结构完整性,降低喷管性能。为了预示固体火箭发动机复合结构喷管内不同热防护材料交接处的烧蚀台阶型面演变过程,建立了一种能反映喷管两相流环境下防热材料烧蚀过程的流固耦合计算方法。依据热化学烧蚀与粒子侵蚀机理,考虑瞬态计算中烧蚀型面的退移,模拟了石墨-高硅氧/酚醛复合喷管烧蚀型面演化过程,验证了计算方法的有效性。模拟得到的收敛段烧蚀台阶型面与实验结果吻合较好,扩张段台阶计算深度略低于实验值。仿真结果表明:收敛段受热化学烧蚀与粒子侵蚀共同作用,两种材料粒子侵蚀速率的差异可达0.36 mm/s,是收敛段烧蚀台阶形成的主要原因,扩张段烧蚀台阶的产生仅受热化学烧蚀的影响,交接处退移速率最大差值为0.044 mm/s;烧蚀台阶形成后,拐角处暴露的石墨材料会受到较强的粒子冲刷效应;喷管喉部前端的石墨材料因烧蚀型面变化,喷管实际喉部向出口移动1.96 mm。
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关键词
固体火箭发动机喷管
烧蚀台阶
热化学烧蚀
粒子侵蚀
数值仿真
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职称材料
基于统计学的旋转火箭发动机喷管热结构分析
被引量:
2
2
作者
孙林
阎海生
鲍福廷
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第3期356-361,371,共7页
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...
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。
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关键词
统计学
聚类分析
旋转
固体火箭发动机喷管
流场仿真
热结构耦合
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职称材料
“长二丙改”上面级CPKM发动机喷管两相粘性流动数值模拟研究
被引量:
1
3
作者
许鹏
梁国柱
+2 位作者
黄喻路
赵永忠
张立群
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005年第2期101-104,共4页
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...
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。
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关键词
固体火箭发动机喷管
两相流
数值模拟
性能预测
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职称材料
喷管台阶形壳体粘接面脱粘超声探伤研究
被引量:
4
4
作者
赵慧蓉
赵克熙
《宇航材料工艺》
CAS
CSCD
北大核心
2001年第6期77-81,共5页
研制了一种小角度超声纵波特种斜探头 ,用于台阶形金属 /非金属异形复合构件粘接界面的检测 ,选择了探头材质 ,计算了入射倾角 ,建立了探伤方法及判伤标准 ,并在对比试块及实际产品上进行了检测 ,证明该探头及方法适用于该特定形状产品...
研制了一种小角度超声纵波特种斜探头 ,用于台阶形金属 /非金属异形复合构件粘接界面的检测 ,选择了探头材质 ,计算了入射倾角 ,建立了探伤方法及判伤标准 ,并在对比试块及实际产品上进行了检测 ,证明该探头及方法适用于该特定形状产品的探伤 ,并对类似异种形面产品的探伤有参考意义。
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关键词
超声检测
无损探伤
探头
固体火箭发动机喷管
脱粘
台阶形壳体
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职称材料
题名
基于流固耦合的固体发动机复合喷管烧蚀型面演变
被引量:
1
1
作者
陈旭龙
闫航
张春宇
冯喜平
侯晓
机构
西北工业大学燃烧、热结构与内流场重点实验室
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期113-123,共11页
文摘
由于材料烧蚀性能不同,固体火箭发动机复合喷管普遍存在烧蚀台阶,严重影响喷管结构完整性,降低喷管性能。为了预示固体火箭发动机复合结构喷管内不同热防护材料交接处的烧蚀台阶型面演变过程,建立了一种能反映喷管两相流环境下防热材料烧蚀过程的流固耦合计算方法。依据热化学烧蚀与粒子侵蚀机理,考虑瞬态计算中烧蚀型面的退移,模拟了石墨-高硅氧/酚醛复合喷管烧蚀型面演化过程,验证了计算方法的有效性。模拟得到的收敛段烧蚀台阶型面与实验结果吻合较好,扩张段台阶计算深度略低于实验值。仿真结果表明:收敛段受热化学烧蚀与粒子侵蚀共同作用,两种材料粒子侵蚀速率的差异可达0.36 mm/s,是收敛段烧蚀台阶形成的主要原因,扩张段烧蚀台阶的产生仅受热化学烧蚀的影响,交接处退移速率最大差值为0.044 mm/s;烧蚀台阶形成后,拐角处暴露的石墨材料会受到较强的粒子冲刷效应;喷管喉部前端的石墨材料因烧蚀型面变化,喷管实际喉部向出口移动1.96 mm。
关键词
固体火箭发动机喷管
烧蚀台阶
热化学烧蚀
粒子侵蚀
数值仿真
Keywords
Nozzle of solid rocket motor
Ablative step
Thermochemical ablation
Particle erosion
Numerical simulation
分类号
V435 [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
基于统计学的旋转火箭发动机喷管热结构分析
被引量:
2
2
作者
孙林
阎海生
鲍福廷
机构
西北工业大学燃烧热结构与内流场重点实验室
淮海工业集团有限公司
出处
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第3期356-361,371,共7页
基金
国家自然科学基金(51005179)
文摘
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。
关键词
统计学
聚类分析
旋转
固体火箭发动机喷管
流场仿真
热结构耦合
Keywords
statistics
cluster analysis
spinning
SRM nozzle
flow field simulation
thermo-structure coupled analysis
分类号
V438 [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
“长二丙改”上面级CPKM发动机喷管两相粘性流动数值模拟研究
被引量:
1
3
作者
许鹏
梁国柱
黄喻路
赵永忠
张立群
机构
北京航空航天大学宇航学院
中国航天科工集团公司六院四十一所
出处
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005年第2期101-104,共4页
文摘
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。
关键词
固体火箭发动机喷管
两相流
数值模拟
性能预测
Keywords
Computer simulation
Forecasting
Nozzles
Solid propellants
Two dimensional
Viscous flow
分类号
V435.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
V430 [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
喷管台阶形壳体粘接面脱粘超声探伤研究
被引量:
4
4
作者
赵慧蓉
赵克熙
机构
陕西非金属材料工艺研究所
中国航天科技集团四院
出处
《宇航材料工艺》
CAS
CSCD
北大核心
2001年第6期77-81,共5页
文摘
研制了一种小角度超声纵波特种斜探头 ,用于台阶形金属 /非金属异形复合构件粘接界面的检测 ,选择了探头材质 ,计算了入射倾角 ,建立了探伤方法及判伤标准 ,并在对比试块及实际产品上进行了检测 ,证明该探头及方法适用于该特定形状产品的探伤 ,并对类似异种形面产品的探伤有参考意义。
关键词
超声检测
无损探伤
探头
固体火箭发动机喷管
脱粘
台阶形壳体
Keywords
Ultrasonic detection,Nondestructive testing,Probe,Rocket nozzle,Debond
分类号
V467 [航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程]
V435.23 [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
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于流固耦合的固体发动机复合喷管烧蚀型面演变
陈旭龙
闫航
张春宇
冯喜平
侯晓
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于统计学的旋转火箭发动机喷管热结构分析
孙林
阎海生
鲍福廷
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
“长二丙改”上面级CPKM发动机喷管两相粘性流动数值模拟研究
许鹏
梁国柱
黄喻路
赵永忠
张立群
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
喷管台阶形壳体粘接面脱粘超声探伤研究
赵慧蓉
赵克熙
《宇航材料工艺》
CAS
CSCD
北大核心
2001
4
在线阅读
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职称材料
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