推进剂初始温度影响液体火箭发动机燃烧稳定性的数值模型

摘要

对自燃推进剂(MMH/NTO)初始温度对火箭发动机燃烧稳定性的影响进行了研究,从推进剂初始温度对蒸发速率的影响规律出发,发展了初始温度大小影响蒸发速率的物理模型.燃烧流动过程应用圆柱坐标系下的两相湍流化学反应Navier-Stokes方程来描述,控制方程是用有限体积法在任意曲线坐标系下进行离散,计算采用TTM方法生成的正交网格.完善了一种压力隐式算子分裂算法,使之应用到燃烧过程和不稳定燃烧中,提高了计算的精度和稳定性;以蒸发作为燃烧速率控制过程,由MMH的分解蒸发速率来控制.用蒸发和分解的时滞来分析燃烧不稳定性.应用CFD技术发展了评定燃烧稳定性的脉冲枪模型,之后对推进剂初始温度对燃烧稳定性的影响进行了数值研究,得到其对振荡的敏感分析,并给出燃烧稳定性的极限图,说明了该物理模型和算法的可靠性.