声明
摘要
图表目录
1绪论
1．1研究背景与意义
1．2双脉冲固体发动机研究发展概况
1．2．1双脉冲发动机国外研究现状
1．2．2双脉冲发动机国内研究现状
1．2．3双脉冲发动机研究中存在的问题
1．3多物理场耦合计算方法研究概况
1．3．1耦合传热计算方法研究进展
1．3．2流固耦合计算方法研究进展
1．3．3结构嵌套网格方法研究进展
1．4本文主要研究内容
2多物理场控制方程与数值算法
2．1流场控制方程及数值算法
2．1．1流场控制方程
2．1．2湍流模型
2．1．3对流通量计算方法
2．1．4粘性通量计算方法
2．1．5时间推进方法
2．1．6边界条件
2．2热传导控制方程及数值算法
2．2．1热传导控制方程
2．2．2离散方法
2．2．3边界条件
2．3结构动力学方程的有限元方法
2．3．1结构动力学控制方程
2．3．2结构动力学方程求解
2．3．3边界条件
2．4算例验证
2．4．1亚声速后台阶流动
2．4．2模拟固体火箭发动机内流场
2．4．3半无限大平板热传导
2．4．4厚壁球壳受内压作用
2．4．5悬臂梁受力分析
2．4．6悬臂梁振动分析
2．5小结
3多物理场耦合数值模拟方法
3．1流热耦合计算方法
3．1．1流热耦合界面处理
3．1．2流热耦合时间推进方法
3．2热固耦合计算方法
3．2．1热应力问题的有限元方程
3．2．2考虑结构变形的热传导方程
3．3流固耦合计算方法
3．3．1流固耦合界面处理
3．3．2流固耦合算法
3．4动态结构嵌套网格方法
3．4．1嵌套网格系统
3．4．2嵌套网格单元及边界分类
3．4．3嵌套网格洞边界确定
3．4．4贡献单元的搜寻
3．4．5流场信息的传递
3．5算例验证
3．5．1 NACA0012翼型绕流
3．5．2 NACA0012翼型周期俯仰运动
3．5．3非定常圆柱绕流
3．5．4后台阶耦合传热
3．5．5激波冲击竖直平板
3．5．6二维圆管高超声速气动加热与结构传热
3．6小结
4多物理场耦合软件平台开发与实验验证
4．1多物理场耦合软件平台开发
4．1．1多物理场耦合软件平台需求分析
4．1．2多物理场耦合软件平台模块设计
4．1．3多物理场耦合软件平台功能实现
4．1．4多物理场耦合软件平台主要特点
4．2固体火箭发动机点火验证实验
4．2．1固体火箭发动机点火实验系统
4．2．2固体推进剂点火及燃烧加质模型
4．2．3数值模拟结果及验证
4．3冷气冲击验证实验
4．3．1冷气冲击实验系统
4．3．2冷气冲击实验方法及步骤
4．3．3冷气冲击数值模拟及验证
4．4小结
5金属膜片式双脉冲发动机三维点火过程冲击特性研究
5．1数值模拟方法与模型
5．1．1数值模拟方法
5．1．2计算模型及网格划分
5．1．3初始条件与边界条件
5．2 Ⅱ脉冲点火过程冲击特性分析
5．2．1金属膜片破裂前内流场特性分析
5．2．2金属膜片破裂后内流场特性分析
5．2．3 Ⅱ脉冲点火过程压强冲击特性分析
5．2．4金属膜片力学特性分析
5．3 Ⅱ脉冲点火过程冲击特性的影响规律及机理
5．3．1点火具质量流率对点火过程的影响
5．3．2金属膜片厚度对点火过程的影响
5．3．3金属膜片直径对点火过程的影响
5．3．4推进剂燃速对点火过程的影响
5．4小结
6隔层式双脉冲发动机点火过程冲击特性研究
6．1数值模拟方法与模型
6．1．1数值模拟方法
6．1．2计算模型与网格划分
6．1．3初始条件及边界条件
6．2 Ⅱ脉冲点火过程冲击特性分析
6．2．1隔层破裂前内流场特性分析
6．2．2隔层破裂后内流场特性分析
6．2．3 Ⅱ脉冲点火过程中压强冲击特性分析
6．2．4隔层变形力学特性分析
6．3 Ⅱ脉冲点火过程冲击特性的影响规律及机理
6．3．1点火具质量流率对点火过程的影响
6．3．2推进剂燃速对点火过程的影响
6．3．3自由容积对点火过程的影响
6．4小结
7结论与展望
7．1本文主要结论
7．2本文创新点
7．3未来展望
致谢
参考文献
附录
南京理工大学;
