多级气体发生器弹射系统性能仿真及参数优化

针对多级气体发生器弹射系统,建立仿真模型预测驱动弹药发射的运动过程和容器内压强的变化趋势,完成模型验证。利用上述模型推广至多级气体发生器数量、启动时序对弹药速度、过载的影响研究,提出弹射系统参数优化方案。优化后的气体发生器数量和点火时序方案可以满足设计指标要求。

环形引射器两相流动数值模拟

蒸汽引射器是上面级火箭发动机进行高空模拟试验时获得真空的重要设备。采用数值模拟方法,通过Fluent对氢氧火箭发动机高空模拟试验用环形蒸汽引射器内部流场进行了研究,分析水蒸气两相流动及不同的入口工况和结构尺寸对极限真空压力的影响。考虑水蒸气的两相流动,在数值模拟中加入了水蒸气的凝结相变模型,并通过试验数据开展了模型验证,验证结果为:加入相变模型后极限真空压力降低,仿真结果更接近试验数据。在此基础上,研究了喷嘴入口工况和引射器结构尺寸对极限真空压力的影响,仿真结果表明:在引射器能够启动的条件下,降低蒸汽入口总压或提高入口总温,减小喷嘴出口壁厚或增大混合室直径,均能降低引射器的极限真空压力。因此,若想提高引射器真空度,可以通过改变入口工况或调整引射器结构尺寸来实现。

基于相变与真实气体模型的环形蒸汽引射器数值模拟研究

为对某型上面级发动机环形蒸汽引射器零二次流流场进行研究,采用数值模拟方法,分析数值模拟模型对计算结果的影响,并与试验结果进行对比。结果表明:理论计算值与试验结果相差较大,数值模拟计算精度较高,引入的模型越接近真实情况,计算结果精度越高。其中,相变模型的影响大于真实气体模型,组分输运模型和冻结流模型的影响差别很小。