国家自然科学基金(50086001)
- 作品数：13 被引量：27H指数：3
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- 低功率氩电弧喷射推力器中的辐射被引量：2
- 2004年
- 为了研究低功率氩电弧喷射推力器中的辐射损失,采用辐射模型和非辐射模型对其工作过程进行了对比数值模拟分析。采用二阶精度无波动、无自由参数的耗散差分格式(NND格式)数值求解耦合电磁源项和辐射源项的N-S方程组,并采用隐式残差光滑法加速收敛;采用有限控制容积积分方法离散求解椭圆型偏微分电磁场方程,并采用逐点超松弛迭代方法加快收敛速度。数值模拟结果对比给出了辐射模型和非辐射模型流动分布情况,并比较了两种模型推力器推力、比冲和推进效率。研究结果表明,与非辐射模型相比,辐射模型比冲低0.137%,推进效率低1.03%,辐射对低功率电弧喷射推力器性能影响比较小。
- 肖应超刘宇张国舟
- 关键词：电弧喷射推力器氩数值模拟
- 氨电弧喷射推力器实验和数值研究被引量：3
- 2005年
- 为了证实氨电弧喷射推力器良好的工作性能,对其进行了系统的实验和数值研究。在实验研究中建立了高真空实验系统、先进的小推力测量系统和恒定电流控制系统,在数值研究中采用二阶精度无波动、无自由参数的耗散差分格式(NND格式)数值求解耦合电磁源项的扩展N S方程组。通过实验获得了不同结构尺寸的推力器不同工作条件下的工作性能,通过数值模拟给出了推力器的流场结构,预计了其推力、比冲和推进效率。研究结果表明,氨电弧喷射推力器工作性能良好,能够担负一定的空间应用任务。
- 肖应超汤海滨刘畅
- 关键词：电弧喷射推力器数值模拟
- 电弧加热发动机结构参数对性能的影响被引量：1
- 2006年
- 为了研究结构参数对电弧加热发动机的影响,设计了不同结构尺寸的小功率电弧加热发动机,通过地面点火实验获得了发动机的参数和性能。在此基础上分析了推进剂进入方式、约束通道结构尺寸、电极材料对发动机性能的影响,给出了优化的约束通道参数。实验表明,电弧加热发动机结构参数对发动机工作性能产生较大的影响。
- 汤海滨刘畅王海兴马彬刘宇
- 关键词：电弧加热发动机
- 小功率电弧加热发动机地面试验(Ⅰ)NH_3推进剂试验和分析被引量：2
- 2006年
- 介绍了以NH3为推进剂的小功率电弧加热式发动机模拟空间环境的地面试验,测量了发动机工作性能参数。通过对工作参数优化,达到发动机高比冲的工作状态,并重点分析了推进剂流量对发动机性能的影响。研究结论为N2H4推进剂的试验提供了依据。
- 汤海滨刘畅马彬肖应超刘宇
- 小功率电弧喷射发动机的数值计算
- 2002年
- 为详细了解电弧喷射发动机内部工作过程和相关工作参数对其性能的影响,参照实验用发动机的工作参数建立了模型,数值模拟了电弧喷射发动机工作通道内流场和电磁场。利用NND格式求解耦合电磁源项N S方程,Gauss Seidel迭代加超松弛方法求解椭圆型电磁场方程,计算得到的发动机工作通道内流场、电磁场结构,与实验数据进行了对比。结果表明,对同一结构尺寸的发动机,随推进剂流量变化,发动机性能存在最佳值;在一定流量范围内,实验数据和计算结果相符。
- 汤海滨刘宇张正科
- 关键词：等离子体射流数值仿真
- 集气腔总压对电弧喷射推力器工作过程的影响被引量：1
- 2005年
- 为了研究集气腔总压对电弧喷射推力器工作过程的影响,在分析其工作机理的基础上采用化学非平衡流动和稳态电磁流体电磁场模型对不同集气腔总压下推力器工作过程进行了数值模拟.流体力学方程组和电磁场方程考虑了多种流动机理及电磁场与高温电离气体的相互作用,化学动力学模型考虑了各种碰撞反应.采用二阶精度NND格式求解流体力学方程组,采用有限速率化学反应模型计算组分生成率,采用交替方向隐式(ADI)超松弛迭代法求解电磁场离散方程.给出了不同集气腔总压下推力器内部参数分布及其宏观性能.研究表明,集气腔总压对推力器工作过程具有多方面的影响,在保证电弧稳定的情况下,适当提高集气腔总压可同时提高比冲和推进效率.
- 肖应超汤海滨刘宇
- 关键词：电弧喷射推力器数值模拟
- 电弧喷射推力器流动区域电磁场数值解法
- 2005年
- 为了有效地进行电弧喷射推力器流动区域全场 (流场、电场、磁场和化学反应 ) 耦合数值模拟并揭示其电磁场特征, 建立了适当的电磁场模型, 对电磁场控制方程的数值解法进行了详细研究。模型基于推力器稳态工作特征, 控制方程由麦克斯韦方程组简化得到, 采用有限控制容积积分方法离散椭圆型控制方程, 采用 9种不同的迭代方法求解离散方程。给出了不同迭代方法的收敛速度、数值稳定性和最终精度。研究表明, Gauss Seidel逐线超松弛迭代法是推力器流动区域电磁场离散方程的一种快速有效的数值解法。
- 肖应超
- 关键词：电磁场
- 电弧喷射推力器化学非平衡数值模拟被引量：3
- 2004年
- 为了准确把握电弧喷射推力器工作过程物理机理与特征,采用化学非平衡模型对不同压缩室直径下低功率氮电弧喷射推力器工作情况进行了数值模拟。模型考虑了工作过程中的分解反应、电离反应和复合反应,化学动力学模型为4组分,4反应的有限速率化学反应模型。采用二阶精度NND格式数值求解耦合电磁源项和化学反应源项的N S方程组,采用有限控制容积积分方法求解由麦克斯韦方程组推导出的电磁场方程。数值模拟的结果揭示了推力器内部电弧能量输入作用和高温电离气体的离解电离状况,给出了不同压缩室直径下推力器的推力、比冲和推进效率。结果分析表明,压缩室直径对推力器性能具有较大影响。
- 肖应超汤海滨
- 关键词：推力器数值仿真
- 肼电弧喷射推力器工作方式可替换性数值研究被引量：2
- 2004年
- 在正确理解电弧喷射推力器工作过程物理机理的基础上建立了其简化的物理模型 ,并基于此物理模型利用耦合电磁源项的N S方程组来表达其数学模型 ,对相同结构尺寸的低功率肼电弧喷射推力器加电弧和不加电弧时的工作性能进行了比较计算 .采用二阶精度无波动、无自由参数的耗散差分格式 (NND格式 )和显式时间推进法求出数值解 .计算结果给出了有电弧和无电弧时推力器的流场结构 ,预计了不同工作方式及不同工作条件下推力器的推力和比冲 。
- 肖应超汤海滨刘宇
- 关键词：电弧喷气发动机流场结构
- 环境压强对电弧喷射推力器性能的影响被引量：1
- 2005年
- 为了详细研究环境压强对电弧喷射推力器性能的影响,对低功率氮氢电弧喷射推力器在不同环境压强下的工作性能进行了比较计算。采用二阶精度无波动、无自由参数的耗散差分格式(NND格式)和经典龙格库塔方法求解耦合电磁源项的N-S方程组,采用高斯-塞德尔超松弛迭代方法数值求解电磁场方程。计算结果给出了不同环境压强下推力器的推力、比冲、推进效率和出口平面冲量密度分布。结果分析定量地阐释了环境压强对推力器性能的影响,能为推力器的实验研究及空间应用提供参考。
- 肖应超刘宇张振鹏
- 关键词：电弧喷射推力器数值模拟
