固体火箭发动机工作末期的内流场数值计算

摘要

cqvip:针对固体火箭发动机(SRM)绝热结构设计中的气固两相内流场数值计算问题,基于Euler-Lagrange方法,应用SSTk-ω湍流模型和颗粒轨道模型(PTM),并用PSIC方法进行气固耦合计算,仿真研究了某型SRM工作末期复合过载条件下的三维两相内流场特性。揭示了两个典型工况下的SRM内部压强和温度场、燃气和粒子速度场、粒子沉积分布及其运动规律,重点分析了SRM不同部位的颗粒沉积浓度变化。结果表明:在复合过载条件下,颗粒沿横向过载的反方向偏移,滞后效应明显,容易撞击喷管收敛段;两种工况下的SRM内部压强、温度及速度场分布规律相近;最高粒子沉积浓度产生于SRM后封头的绝热层内壁,并形成粒子聚集流及其两侧尺度较大的低速旋涡流动现象;随着推进剂的燃面不断推移,在贴近绝热层壁面处的平均粒子沉积浓度呈升高趋势。