固体火箭发动机喷管化学烧蚀的动态数值模拟

摘要：

为分析固体火箭发动机喷管的化学烧蚀过程,准确预测喷管壁面烧蚀率,在Fluent平台上采用UDF二次开发方法,结合壁面化学反应模型和动网格技术建立了动态烧蚀模型,实现了喷管型面衰退和内流场变化的双向耦合作用.针对推进剂中不同Al质量分数的工况,利用动态烧蚀模型对 70-lb BATES发动机喷管的二维非定常流固热耦合过程进行了数值仿真计算,论证了模型的准确性.结果表明:烧蚀率计算值与试验值基本一致;烧蚀率随推进剂中Al质量分数的增加而降低;动态烧蚀模型能更准确地预测喷管壁面烧蚀率;型面衰退改变了喷管流场,在喉部附近产生了更高的压强和温度;采用动态烧蚀模型计算的喷管在喉部壁面附近的H2O和CO2 的浓度更高.

关键词：数值模拟、喷管、化学烧蚀、流固耦合

所属期刊栏目：43

分类号：V435.14(推进系统（发动机、推进器）)

资助基金：装备重大基础研究项目514010305-201

在线出版日期：2023-07-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：693-701