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高过载条件下固体推进剂药柱结构完整性分析计算 被引量:31
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作者 刘中兵 利凤祥 +1 位作者 李越森 胡春波 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期12-16,共5页
采用有限元法对固体火箭发动机药柱在高过载条件下的应力、应变和位移场进行三维线性粘弹性分析,得出了药柱在轴向和横向过载作用下的变形结果,为高加速固体发动机药柱结构设计提供参考。
关键词 固体推进剂火箭发动机 有限元法 推进剂药柱 结构完整性 计算 高过载条件
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ADAMS和ANSYS在机构分析中的应用(英文) 被引量:19
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作者 郑晓亚 尤军峰 +1 位作者 张铎 徐超 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期201-204,共4页
针对ANSYS软件适合线性/非线性应力、应变分析,不适合机械系统运动/动力学分析,而ADAMS软件适合机械系统运动/动力学分析,不适合有限元分析的特点,介绍了将ANSYS和ADAMS两种软件结合起来对机械结构进行动力学分析及应力、变形分析的方法... 针对ANSYS软件适合线性/非线性应力、应变分析,不适合机械系统运动/动力学分析,而ADAMS软件适合机械系统运动/动力学分析,不适合有限元分析的特点,介绍了将ANSYS和ADAMS两种软件结合起来对机械结构进行动力学分析及应力、变形分析的方法,通过实例证明此方法可行。 展开更多
关键词 ADAMS 机构 动力学仿真 刚体 约束 ANSYS 应力
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水下燃气射流流场数值研究 被引量:37
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作者 甘晓松 贾有军 +1 位作者 鲁传敬 曹嘉怡 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期23-26,共4页
研究了固体火箭发动机水下燃气射流流场的复杂多相流问题。采用多相流M IXTURE模型,考虑了流体的可压缩性、粘性、重力作用、气水掺混效应和能量交换等各项因素。选取标准k-ε湍流模式,运用有限体积法对轴对称湍流射流流场进行数值模拟... 研究了固体火箭发动机水下燃气射流流场的复杂多相流问题。采用多相流M IXTURE模型,考虑了流体的可压缩性、粘性、重力作用、气水掺混效应和能量交换等各项因素。选取标准k-ε湍流模式,运用有限体积法对轴对称湍流射流流场进行数值模拟。通过对无来流情况下湍流射流模拟,发现了燃气射流的颈缩、断裂和回击现象,并通过分析解释了产生这一现象的原因。计算了有来流情况下的射流流场,发现有来流情况下燃气射流没有断裂和回击现象。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 燃气射流 水下点火 数值模拟
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固体发动机水下点火尾流变化过程试验研究 被引量:24
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作者 贾有军 张胜敏 +1 位作者 尤俊峰 白彦军 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期660-663,678,共5页
采用高速摄像机对发动机水下点火工作的尾流生长变化过程进行了记录,获得了尾流形态及其演化过程,分析了水环境对发动机尾流结构变化的影响。试验结果表明,发动机水下点火瞬态特性与空气中有很大的不同,水下尾流前进速度相比在空气中显... 采用高速摄像机对发动机水下点火工作的尾流生长变化过程进行了记录,获得了尾流形态及其演化过程,分析了水环境对发动机尾流结构变化的影响。试验结果表明,发动机水下点火瞬态特性与空气中有很大的不同,水下尾流前进速度相比在空气中显著降低,同时轴向阻滞作用导致尾流向径向扩展;尾流可分为气泡区、掺混区和混合区;尾流一直发生小幅震荡,间歇发生大幅震荡,小幅震荡和大幅震荡是发动机水下工作的基本属性。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 水下点火 尾流场 试验研究
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脉冲发动机中金属膜片式隔舱动态破坏过程研究 被引量:18
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作者 王春光 任全彬 +2 位作者 田维平 刘洪超 杨德敏 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期22-26,共5页
为了实现固体火箭发动机的多脉冲启动功能,设计了一种金属膜片式隔舱(PSD)结构,利用断裂力学理论和圆板大挠度理论建立了金属膜片的设计公式,根据燃烧室的使用要求确定了打开压强为2.2 MPa的金属膜片尺寸,利用脆性断裂模型模拟了膜片的... 为了实现固体火箭发动机的多脉冲启动功能,设计了一种金属膜片式隔舱(PSD)结构,利用断裂力学理论和圆板大挠度理论建立了金属膜片的设计公式,根据燃烧室的使用要求确定了打开压强为2.2 MPa的金属膜片尺寸,利用脆性断裂模型模拟了膜片的破坏过程,得到其打开压强为2.15 MPa,有限元数值计算结果与公式计算结果符合较好。设计了金属膜片打开破坏的单项试验,5次试验平均打开压强为2.10 MPa,数值模拟的破坏形式与试验结果一致。通过区间估计,计算了膜片真实平均打开压强置信度为90%的置信区间为[1.90 MPa,2.30 MPa],该范围可以较好满足脉冲发动机的使用要求。 展开更多
关键词 脉冲发动机 金属膜片式隔舱 设计公式 脆性断裂模型
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非壅塞固体火箭冲压发动机补燃室内流场数值模拟研究 被引量:13
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作者 胡建新 夏智勋 +5 位作者 王志吉 罗振兵 张为华 张炜 郭健 张钢锤 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期12-16,共5页
在冷流情况下对发动机补燃室掺混流场进行了数值求解 ,然后建立了发动机补燃室简单反应流模型 ,并在该模型下对某实验发动机进行了模拟 ,得出了反应物和产物组分、燃速、温度等发动机参数的变化趋势 ,给出了一些有用的结论 ,论证了该反... 在冷流情况下对发动机补燃室掺混流场进行了数值求解 ,然后建立了发动机补燃室简单反应流模型 ,并在该模型下对某实验发动机进行了模拟 ,得出了反应物和产物组分、燃速、温度等发动机参数的变化趋势 ,给出了一些有用的结论 ,论证了该反应流模型的准确性。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 补燃室 导弹 流场 数值模拟
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固体火箭发动机火箭橇过载模拟试验方法 被引量:17
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作者 张翔宇 甘晓松 +2 位作者 高波 马亮 周艳青 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期751-754,共4页
以火箭橇作为过载加载平台和回收载体,通过结构强度及振动模态仿真确定火箭橇系统结构,设计推力控制方案满足试验弹道要求,建立了固体发动机火箭橇地面过载模拟试验方法。在国内首次开展了全尺寸固体发动机火箭橇试验,橇体大于16g的航... 以火箭橇作为过载加载平台和回收载体,通过结构强度及振动模态仿真确定火箭橇系统结构,设计推力控制方案满足试验弹道要求,建立了固体发动机火箭橇地面过载模拟试验方法。在国内首次开展了全尺寸固体发动机火箭橇试验,橇体大于16g的航向过载持续时间约为2.258 s,满足设计要求,试验全程监测并采集到发动机压强及振动数据。被试发动机在过载条件下出现了与飞行试验相似的压强振荡特性,复现了导弹飞行过载诱发的固体发动机不稳定燃烧现象。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 火箭橇 过载 不稳定燃烧
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复合材料壳体发动机推进剂药柱立式贮存应力分析 被引量:18
8
作者 田俊良 朱祖念 +1 位作者 杜建科 李侃 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期34-37,共4页
固体火箭发动机(SRM)推进剂药柱在立式贮存时要承受两种主要载荷联合作用,即固化降温趋于平衡后的长期温差热载荷以及轴向的重力载荷作用。根据推进剂的材料特性以及不同的加载条件,采用线弹性理论,分别进行了SRM药柱在两种载荷作用下... 固体火箭发动机(SRM)推进剂药柱在立式贮存时要承受两种主要载荷联合作用,即固化降温趋于平衡后的长期温差热载荷以及轴向的重力载荷作用。根据推进剂的材料特性以及不同的加载条件,采用线弹性理论,分别进行了SRM药柱在两种载荷作用下的三维有限元应力、应变计算,对药柱及其界面的危险部位重点进行了分析。 展开更多
关键词 贮存应力 推进剂药柱 复合材料壳体 固体火箭发动机 三维有限元法
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固体燃料超燃冲压发动机原理性试验研究 被引量:20
9
作者 杨向明 刘伟凯 +1 位作者 陈林泉 郑凯斌 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期319-324,共6页
进行了固体燃料超燃冲压发动机实验研究,并成功进行了点火和燃烧实验,包括固体碳氢燃料超音速燃烧试验和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)超音速燃烧试验。实验验证了固体燃料在超音速气流中能可靠点火,并保持了火焰的稳定燃烧,获得了固体燃料的... 进行了固体燃料超燃冲压发动机实验研究,并成功进行了点火和燃烧实验,包括固体碳氢燃料超音速燃烧试验和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)超音速燃烧试验。实验验证了固体燃料在超音速气流中能可靠点火,并保持了火焰的稳定燃烧,获得了固体燃料的超音速燃烧内弹道特性,同时研究了固体燃料PMMA在超音速气流中的燃烧,分析了其在超燃冲压燃烧室内的退移规律,认为燃料退移速度随时间变化,燃烧趋向于将燃面轮廓变平,区域显示圆柱形。 展开更多
关键词 超燃冲压发动机 固体燃料 超音速燃烧 原理性实验
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固体火箭发动机能量管理技术及其新进展 被引量:49
10
作者 侯晓 付鹏 武渊 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期1-6,23,共7页
固体发动机在工作过程,中通过对能量输出进行调节控制,可明显提高武器系统性能。文章综述了固体双脉冲发动机、固体变推力发动机、固体姿轨控发动机3种典型能量管理发动机技术国内外研究现状。通过对固体发动机能量管理技术发展特点及... 固体发动机在工作过程,中通过对能量输出进行调节控制,可明显提高武器系统性能。文章综述了固体双脉冲发动机、固体变推力发动机、固体姿轨控发动机3种典型能量管理发动机技术国内外研究现状。通过对固体发动机能量管理技术发展特点及趋势进行分析,梳理了3种典型发动机关键技术进展情况,并对固体火箭发动机能量管理技术提出了相关建议。 展开更多
关键词 能量管理 固体双脉冲发动机 固体变推力发动机 固体姿轨控发动机
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喷管收敛段与喉部型面对喷管流量的影响 被引量:11
11
作者 陈林泉 李岩芳 +1 位作者 侯晓 董新刚 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期10-11,19,共3页
用Fluent计算流体力学软件对固体火箭发动机喷管流场进行了数值计算 ,研究了喷管收敛半角、喷管喉部上游圆弧曲率半径和喉部圆柱段长度对喷管流场的影响。研究结果表明 ,喷管喉部圆柱段长度对流量影响不大 ;喷管流量随喷管收敛半角的增... 用Fluent计算流体力学软件对固体火箭发动机喷管流场进行了数值计算 ,研究了喷管收敛半角、喷管喉部上游圆弧曲率半径和喉部圆柱段长度对喷管流场的影响。研究结果表明 ,喷管喉部圆柱段长度对流量影响不大 ;喷管流量随喷管收敛半角的增大而减小 ;喷管流量随喷管喉部上游圆弧半径的增大而增大。所提供的结论可供喷管设计人员参考。 展开更多
关键词 固体推进剂 火箭发动机 喷管喉部型面 喷管收敛段 喷管流量 影响
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固体发动机药柱损伤粘弹有限元分析 被引量:10
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作者 杜建科 朱祖念 +1 位作者 张善祁 沈亚鹏 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期1-6,共6页
基于损伤的粘弹性材料积分蠕变型本构关系 ,建立了求解应力应变和损伤变量的一种新型增量型有限元法 ,引用当量应力 ,可以分析三维损伤场 ,采用迭代法求解相互耦合的应力和损伤场。算例分析表明 ,所建立的方法对分析药柱损伤有效。
关键词 药柱 固体发动机 当量应力 粘弹性材料 三维 蠕变 求解 积分 迭代法 算例
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炭纤维/环氧树脂复合材料层板连续激光烧蚀数值计算 被引量:10
13
作者 李雅娣 张钢锤 +2 位作者 吴平 马喜梅 平丽 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期262-265,274,共5页
应用工程软件ANSYS的参数化设计语言(APDL)编制程序,建立了复合材料瞬态温度场和烧蚀的物理数学模型,利用"杀死"单元的方法实现动边界退移的烧蚀与热传导耦合计算,从而完成了对烧蚀尺寸变化的定量描述;采用AN-SYS中处理相变... 应用工程软件ANSYS的参数化设计语言(APDL)编制程序,建立了复合材料瞬态温度场和烧蚀的物理数学模型,利用"杀死"单元的方法实现动边界退移的烧蚀与热传导耦合计算,从而完成了对烧蚀尺寸变化的定量描述;采用AN-SYS中处理相变的方法,通过定义材料随温度变化的焓来考虑潜热。考虑了纤维的烧蚀、树脂分解以及辐射和对流热损失,对炭纤维/环氧叠层复合材料在不同辐射时间下激光烧蚀的温度场和烧蚀率进行数值计算,并分析了烧蚀特性和烧蚀机理,计算结果与实验结果吻合较好,可为复合材料热载荷下的失效分析和抗激光加固技术设计提供理论基础。 展开更多
关键词 炭纤维/环氧树脂复合材料 激光 烧蚀 数值计算
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固体火箭冲压发动机燃气发生器及燃气流量调节阀建模及仿真 被引量:15
14
作者 鲍文 牛文玉 +1 位作者 陈林泉 于达仁 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期569-574,共6页
研究了一种气动式的燃气流量调节阀,并建立了固体火箭冲压发动机燃气发生器和气动式燃气流量调节阀的数学模型及仿真模型,对燃气流量调节阀仿真模型进行了试验验证,动态误差和稳态误差都在5%以内。通过仿真获得了燃气发生器和燃气调节... 研究了一种气动式的燃气流量调节阀,并建立了固体火箭冲压发动机燃气发生器和气动式燃气流量调节阀的数学模型及仿真模型,对燃气流量调节阀仿真模型进行了试验验证,动态误差和稳态误差都在5%以内。通过仿真获得了燃气发生器和燃气调节阀的动态响应特性。仿真结果表明,燃气调节系统开环响应速度较慢,并具有很强的非线性。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 燃气发生器 燃气流量调节阀 数学模型 仿真
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固体发动机低温点火条件下药柱结构完整性分析 被引量:25
15
作者 刘中兵 周艳青 张兵 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期351-355,共5页
分别采用三维弹性和三维线粘弹性模型,对固体发动机药柱在低温和点火升压2种载荷下的结构完整性进行了计算分析。研究了推进剂弹性模量E、泊松比μ、药柱m数等参数对结构完整性的影响。结果表明,在发动机低温点火条件下,药柱内孔表面是... 分别采用三维弹性和三维线粘弹性模型,对固体发动机药柱在低温和点火升压2种载荷下的结构完整性进行了计算分析。研究了推进剂弹性模量E、泊松比μ、药柱m数等参数对结构完整性的影响。结果表明,在发动机低温点火条件下,药柱内孔表面是最危险部位;固化降温和点火升压2种载荷引起的最大等效应变在此是相互叠加的;药柱m数对固化降温和点火升压载荷下的应变分布有重要影响。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 推进剂药柱 低温点火 结构完整性 粘弹性
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高能固体发动机火箭橇试验及数值模拟 被引量:10
16
作者 王宇 刘凯 +2 位作者 孙利清 李侃 陈朗 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期873-876,共4页
为了对高能固体火箭发动机进行冲击安全性评价,进行了480 mm×640 mm高能发动机的火箭橇冲击试验,试验结果表明,高能发动机在冲击作用下存在无反应、燃烧和爆炸3个反应级别,且明显受到推进剂损伤程度的影响,测试获得了各反应级别... 为了对高能固体火箭发动机进行冲击安全性评价,进行了480 mm×640 mm高能发动机的火箭橇冲击试验,试验结果表明,高能发动机在冲击作用下存在无反应、燃烧和爆炸3个反应级别,且明显受到推进剂损伤程度的影响,测试获得了各反应级别对应的冲击速度区间,并分析了推进剂损伤对反应剧烈程度的影响规律。建立了高能发动机冲击起爆的数值仿真模型,该模型基于计算单元压力大小作为是否起爆的判据,可用于分析冲击起爆的初始位置,计算结果与试验基本吻合,验证了仿真模型的正确性。该项研究可为高能发动机冲击安全性研究与评价提供参考。 展开更多
关键词 高能发动机 安全性 火箭橇 冲击起爆 数值模拟
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固冲发动机补燃室内凝聚相粒子取样试验研究 被引量:11
17
作者 王增辉 王云霞 +2 位作者 康剑飞 陈林泉 张胜勇 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期769-772,共4页
介绍了固冲发动机补燃室内凝相粒子取样试验系统,系统采用等动力原理进行设计,对采集到的粒子进行了后处理。研究结果表明,固冲补燃室粒子取样方法能有效开展补燃室内粒子取样。粒子形状多为球状,在0.5~0.8 MPa下,推进剂燃烧产物粒径... 介绍了固冲发动机补燃室内凝相粒子取样试验系统,系统采用等动力原理进行设计,对采集到的粒子进行了后处理。研究结果表明,固冲补燃室粒子取样方法能有效开展补燃室内粒子取样。粒子形状多为球状,在0.5~0.8 MPa下,推进剂燃烧产物粒径分布范围在0.5~80μm之间。进气角度为60°时,其凝相粒子粒径小于30°时的粒径。将头部长度增加到182 mm时,粒度分布出现了多峰分布,粒径变小。二次进气方式时,其粒径相对一次进气的粒径较小。 展开更多
关键词 等动力取样 固体冲压发动机 补燃室 粒度分布
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脉冲发动机软隔离装置反向打开过程研究 被引量:14
18
作者 付鹏 宋学宇 +1 位作者 孙利清 姚东 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期146-150,163,共6页
通过显示动力学的方法,对一种软隔离装置反向打开过程进行了模拟,并通过燃气发生器-隔层试验装置,进一步验证了隔层的打开过程,模拟结果与试验结果吻合得较好,验证了计算方法的合理性。研究结果表明,脆性断裂准则可较准确地预测隔层的... 通过显示动力学的方法,对一种软隔离装置反向打开过程进行了模拟,并通过燃气发生器-隔层试验装置,进一步验证了隔层的打开过程,模拟结果与试验结果吻合得较好,验证了计算方法的合理性。研究结果表明,脆性断裂准则可较准确地预测隔层的破坏位置和压强,同时在内压冲击载荷作用下隔层薄弱区域首先出现破裂,破裂后下隔层结构逐渐反向打开,最终端口发生严重破坏,研究结果可用于发动机隔层的初步设计。 展开更多
关键词 双脉冲发动机 软隔层 材料失效 显示动力学
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大型固体发动机潜入式喷管背壁区域熔渣沉积数值模拟 被引量:9
19
作者 李强 甘晓松 +2 位作者 刘佩进 李江 何国强 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期148-151,共4页
考虑凝相颗粒间的相互作用以及颗粒和发动机壁面之间的碰撞,建立了固体发动机潜入式喷管背壁区域熔渣沉积数值计算模型,并针对某大型固体发动机内熔渣形成过程开展了数值计算。结果表明,该计算模型具有较高的计算精度,计算结果可信;熔... 考虑凝相颗粒间的相互作用以及颗粒和发动机壁面之间的碰撞,建立了固体发动机潜入式喷管背壁区域熔渣沉积数值计算模型,并针对某大型固体发动机内熔渣形成过程开展了数值计算。结果表明,该计算模型具有较高的计算精度,计算结果可信;熔渣的沉积主要是由颗粒之间相互作用而形成的大尺寸颗粒与喷管潜入段内壁面碰撞并发生黏附而形成的;喷管潜入段入口处药柱燃面的形状对潜入段内熔渣的沉积过程具有一定影响。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 潜入式喷管 熔渣 数学模型
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固体火箭超燃冲压发动机补燃室构型的影响分析 被引量:14
20
作者 刘仔 陈林泉 +1 位作者 吴秋 王立武 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期432-436,共5页
针对不同补燃室结构参数对固体火箭超燃冲压发动机补燃室掺混燃烧性能的影响进行研究,分析各级燃烧室的长度与扩张角度对补燃室性能的影响。采用基于密度的二阶迎风格式对补燃室掺混燃烧进行模拟,湍流模型和燃烧模型分别采用SST k-ω模... 针对不同补燃室结构参数对固体火箭超燃冲压发动机补燃室掺混燃烧性能的影响进行研究,分析各级燃烧室的长度与扩张角度对补燃室性能的影响。采用基于密度的二阶迎风格式对补燃室掺混燃烧进行模拟,湍流模型和燃烧模型分别采用SST k-ω模型和涡团耗散模型。结果表明,提高燃烧效率与降低总压损失是相互矛盾的;燃烧效率随燃烧室长度的增加而增大,随燃烧室扩张角度的增加而减小;总压恢复系数随燃烧室长度的增加而减小,随燃烧室扩张角度的增加而增大;一级燃烧室的结构参数对燃烧效率与总压恢复系数的影响最大。当补燃室的总长与出口面积一定时,以发动机的总体性能参数作为补燃室构型的优化目标,对一、二级燃烧室长度与一、三级燃烧室扩张角度进行优化。 展开更多
关键词 补燃室 固体火箭超燃冲压发动机 燃烧效率 总压恢复系数
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