基于格子Boltzmann方法C/C复合材料烧蚀数值研究

摘要

基于格子Boltzmann方法,建立了C/C复合材料的热化学烧蚀模型,模型中全面考虑了流动、传热、扩散、化学反应以及固相的演化.其中,流动采用多松弛碰撞模型,而组分输运和传热采用单松弛碰撞模型,化学反应通过边界条件实现,固相演化采用VOP方法.然后采用该模型,基于孔隙尺度研究了C纤维的烧蚀过程,并且讨论了耦合温度场、入口温度、入口速度、入口浓度和纤维直径对烧蚀的影响.结果表明,H20较C02贡献了更多的烧蚀量;不考虑温度源项、增大入口温度、入口速度以及入口浓度均会加快烧蚀.