脉冲等离子体推力器推进剂烧蚀传热计算

运用磁流体动力学的方法,建立脉冲等离子体推力器工作过程模型,展开三维仿真研究,对推进剂的烧蚀传热过程进行分析。通过该模型计算得到的推进剂烧蚀质量和元冲量能够反映出实验结果的大体趋势,同时针对不同电容以及两种不同推力室构型的情况进行了评估。结果显示,推进剂的温度变化波形反映着放电波形的变化波形,影响着推力室等离子体的流动,良好的推进剂表面温度分布更有助于推进剂的喷射过程。

燃气流气动加热环境中碳基复合材料烧蚀传热特性分析

为研究燃气流气动加热环境中碳基复合材料的烧蚀传热特性,通过燃气流环境中碳基复合材料的化学反应、热化学烧蚀以及热响应模型分析,建立相应的烧蚀传热计算模型,对比燃气流平板及驻点烧蚀试验的烧蚀量试验与计算结果,两者吻合较好.在此基础上,分析燃气流与空气环境中碳基复合材料烧蚀传热特征的差异,以及燃气组分、压力等参数变化对碳基复合材料烧蚀传热特性的影响.研究表明,在同样的热环境条件下,燃气流环境下的材料表面温度低于空气环境下的结果,烧蚀后退量高于空气环境下的结果;表面温度和烧蚀后退量分别随着H_2O和CO_2含量的增加呈现减小和增大的趋势,H_2O的影响程度更大.

高超声速再入热环境下防热复合材料烧蚀传热计算及影响因素分析

为满足高超声速飞行器防热设计中对烧蚀温度场的计算要求,建立了适用于高超声速飞行器防热复合材料的烧蚀传热计算方法,通过算例将烧蚀温度场计算结果与简化模型和试验结果进行了对比,验证了计算方法的合理性。进而运用该方法分析了长时间中低热流加热和短时间高热流加热两种特定热环境下的热导率、密度、表面发射率、动态热解等因素对烧蚀传热的影响规律。结果表明各个因素对烧蚀传热行为的影响程度不同。其中热导率对防热材料内部温度的影响最大,表面发射率对材料表面温度的影响较大,对内部温度的影响程度与时间相关;热解动力学参数中活化能对材料内部温度有一定的影响;活化能和热导率对材料热解碳化过程的影响较为显著。研究结果为烧蚀传热计算精度的进一步提高提供了参考价值。

严重事故下反应堆压力容器下封头耦合烧蚀传热分析

核电站严重事故发生后,反应堆压力容器(RPV)固壁在熔池作用下会发生烧蚀、减薄。开展RPV下封头耦合烧蚀传热分析对堆坑注水有效性论证和RPV剩余壁厚确认有重要的理论指导意义。本文以CPR1000反应堆压力容器为研究对象,在FLUENT 17.2平台下,基于动态网格方法和UDF二次开发,构建了综合考虑RPV固壁瞬态烧蚀与导热、RPV内壁热流密度再分布及RPV外壁过冷沸腾的全耦合计算模型,获取了9000 s内的堆坑两相流场分布和RPV固壁烧蚀温度场,分析确定了最小剩余壁厚和发生位置。结果表明:使用动态网格捕捉壁面烧蚀的方法可行,本文全耦合计算模型在分析RPV固壁瞬态烧蚀过程方面有一定优势。

某固体火箭冲压发动机绝热层传热烧蚀数值仿真研究

建立补燃室三维流场燃烧模型,并针对轴向不同位置的缺陷对补燃室内燃烧及流动进行了数值模拟,结果表明,缺陷越靠近化学反应区,燃烧场的温度变化越明显;然后根据流场计算结果对补燃室绝热层烧蚀过程进行了有限元数值计算,得到绝热层内部的温度场和应力场,并将应变作为绝热层脱落的依据,成功模拟出凹坑的形成与变化过程。