长时间小过载情况下固体火箭发动机两相流流场数值模拟

摘要

对某飞行失效固体火箭发动机在长时间小过载情况下的三维两相流内流场进行数值模拟.在计算过程中,考虑了发动机实际飞行过程中由于自身旋转所带来的科氏加速度的影响.针对3个典型时刻,采用DPM模型和Sommerfeld数为判定准则的颗粒壁面碰撞模型,模拟固体火箭发动机的两相流流动,分析两相流流场特点,并给出了颗粒沉积分布区域以及沉积区域最大处颗粒冲刷的角度、速度及粒径统计分布.结果表明,在长时间小过载的情况下,发动机内流场原有的轴对称流动形态发生了改变,颗粒相在承载方向浓度增大,且颗粒沉积的最大浓度区域主要分布在发动机后封头的圆弧过渡段.数值仿真结果可为该类发动机后续的热防护设计提供一定的指导依据.