点火具能量释放过程数值仿真分析

为了探索某小型固体火箭发动机尾部点火具射流性能,在工程实际应用项目的基础上,建立了连接件接连点火器和喷管的物理结构。使用经典内弹道理论计算点火器内2#小粒黑火药的燃烧过程,得出点火具的压力输出规律,作为Fluent燃气流动动力学仿真的压力入口条件,利用UDF接口编入计算,建立圆柱体台阶式收缩通道的三维瞬态数理模型,通过改变连接件收缩通道的长度,模拟了点火具内的温度、压力、速度分布。结果表明:在圆柱体台阶式收缩连接件的结构下,由于分界壁的阻碍作用,强化了燃气射流在圆柱室内径向的湍流掺混效应,能量发生耗散,燃气温度和速度降低,使得点火延迟增大,但同时扩张容积起到了蓄能调节作用,降低点火压力峰值,保障点火具可靠工作;存在一个最佳搭配比,既有效缩短点火时间,又可保障点火安全可靠进行。