基于CFD-DEM算法的固体火箭发动机气-固两相流模拟

论文摘要

针对固体火箭发动机中含金属推进体系中颗粒冲刷烧蚀及推力两相流损失的难题,基于连续相-离散元（CFD-DEM）耦合模型,考虑颗粒间的碰撞力与非碰撞力以及颗粒-气流作用力等,对固体发动机中气-固两相流进行了数值模拟研究。研究结果表明,相比于传统的双流体模型及轨道法,CFD-DEM能提供更丰富的粒子尺度信息包括粒子的运动轨迹、颗粒间的碰撞、颗粒受力情况等等;以及粒子相与气相相互作用过程,粒子相与壁面相互作用等。粒子的碰撞在喷管收敛段壁面、喉部区域以及喷管扩张段中心区域发生,与壁面的碰撞在收敛段壁面位置,且颗粒在该区域角速度较大,气相-颗粒曳力最大值出现在气相加速区域。单个粒子尺度的流场数据为固体发动机气固两相流流场的认识提供了更加丰富的信息,并为粒子聚集聚合及对烧蚀层冲刷等提供研究基础。

论文目录

• 1 引言
• 2 数学模型
•   2.1 粒子相模型DEM及控制方程
•   2.2 气相相模型CFD及控制方程
•   2.3 CFD-DEM耦合格式
•   2.4 物理模型及模型参数
• 3 计算结果与分析
•   3.1 气相流场
•   3.2 颗粒相流场
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 杨文婧,匡亮,褚开维,刘佩进

关键词: 固体火箭发动机,离散元方法,气固两相流,数值模拟

来源: 推进技术 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 航空航天科学与工程,动力工程

单位: 西北工业大学航天学院燃烧流动和热结构国家级重点实验室,蒙纳士大学化工学院ARE颗粒仿真技术研究中心

基金: 国家自然科学基金(2017KA020122),中央高校基本科研业务费(3102017ZY003)

分类号: V435.11

DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.180645

页码: 1546-1553

总页数: 8

文件大小: 1455K

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