国家自然科学基金(50376054)
- 作品数：16 被引量：119H指数：9
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- 聚集状态对固体火箭发动机颗粒粒度分布的影响被引量：12
- 2005年
- 开展了聚集状态下颗粒的收集实验和粒度分析,研究了聚集度和压强对粒度分布的影响规律。聚集状态的颗粒利用收缩管装置产生,采用一种颗粒收集方法对颗粒进行收集,并冻结其形态,对收集到的颗粒采用激光粒度分析仪进行了粒度分析。研究结果表明,聚集状态下颗粒平均粒度比常规条件下大很多,分布范围也较常规条件下宽得多,粒度分布曲线呈双峰或多峰分布,主峰比重很大;颗粒聚集度增大,颗粒粒度平均值增大,大粒度颗粒比重增加;颗粒粒度随燃烧室压强增大而增大。
- 李江娄永春刘洋王希亮陈剑
- 关键词：固体推进剂火箭发动机粒度分布
- 不同构型和多点喷射对短环型燃烧室燃烧性能的影响
- 2007年
- 对短环形流燃烧室内有较强回流的湍流旋流流动进行了模拟,并从两个方面(燃烧室构型和多点喷射)对燃烧室性能的影响进行了分析。计算中采用Reynoldes应力湍流模型(RSM)、EBU-Arrheniue湍流燃烧模型和离散坐标辐射模型描述其燃烧流动,液相采用Lagrange法处理,气相采用SIMPLE法求解。研究表明:在燃料和空气总流量不变的情况下,燃烧室构型对燃烧室出口平均温度影响不大,对出口温度分布、燃烧室内空气流场有比较大的影响。喷嘴数目的改变对出口处的平均温度和平均速度影响不大,但是对出口截面处的温度分布影响比较大,在局部范围可能产生温度比较高的热斑。
- 邹葆华胡春波武兴民张百灵何国强
- 关键词：多点喷射数值模拟燃烧性能
- 液滴碰撞和聚合模型研究被引量：13
- 2006年
- 建立了描述液滴碰撞和聚合过程的数学模型,设计了一种高效的计算液滴碰撞对搜索算法,并在已有研究成果的基础上对液滴碰撞的结果做了进一步的发展.借助平滑粒子流体动力学方法两种实现方式各自的优点,将液滴间的相互作用局限在其周围一定数目的液滴之间,并采用积分核函数定义了液滴间碰撞的概率,通过数值模拟探讨了模型的特性.结果表明,所建模型对所采用的计算网格没有明显的依赖性,具有较高的计算精度和计算效率,不但能很好地维持系统动量的守恒性,而且对液滴初始尺寸分布没有明显的依赖性.
- 李强蔡体敏何国强胡春波
- 关键词：液滴数学模型
- 颗粒冲刷条件下绝热层二维烧蚀计算被引量：5
- 2007年
- 在颗粒冲刷条件下绝热层烧蚀试验研究的基础上,对该条件下的绝热层烧蚀机理进行了理论分析,建立了颗粒冲刷条件下的绝热层二维炭化烧蚀模型,进行了该条件下的绝热层烧蚀计算。烧蚀机理分析认为,冲刷条件下绝热层烧蚀加剧的直接原因为颗粒对炭化层的机械剥蚀作用,经回归分析得到了炭化层厚度Ht和颗粒浓度Gp、颗粒冲刷速度vp、颗粒冲刷角度α之间的经验关系式:Ht=5.761G-p0.013 7(vpsinα)-0.409。烧蚀计算模型基于二维适体网格,并发展了一种自适应加密和加强网格正交化的方法。计算获得的绝热层型面推移结果和利用X射线实时荧屏分析(RTR)测量得到的绝热层动态烧蚀试验结果吻合较好,表征出了颗粒冲刷条件下绝热层烧蚀过程的型面变化规律。该烧蚀模型适用于颗粒冲刷条件下绝热层的烧蚀计算。
- 余晓京何国强刘洋李江王希亮
- 关键词：固体火箭发动机绝热层烧蚀
- 纤维和SiO_2填料对EPDM绝热材料烧蚀性能影响的实验研究被引量：9
- 2010年
- EPDM绝热材料中的纤维和SiO2填料是影响其烧蚀性能的重要成份,为了充分认识纤维和SiO2填料对炭层形成及结构状态的影响,了解其抗烧蚀作用机理,并为建立EPDM烧蚀模型提供实验依据,文章对EPDM基本配方、无纤维和无SiO2的EPDM配方绝热材料在实验发动机中进行了烧蚀实验,比较分析了其炭层结构特点和烧蚀率,得出纤维对炭层的固结作用增强了抗气流和粒子冲刷能力;SiO2在高温下熔融对炭层孔隙具有包覆和填充作用,可固结炭层、缓解高温燃气流渗入,从而起到抗烧蚀的作用。
- 徐义华胡春波李江李强王书贤
- 关键词：EPDMSIO2炭层结构烧蚀性能
- 强冲蚀条件下SRM绝热层烧蚀特性实验分析被引量：14
- 2005年
- 利用高过载收缩管实验发动机,开展了强冲蚀条件下的绝热层烧蚀特性研究。实验结果表明:颗粒冲蚀区的炭化层厚度明显薄于非冲蚀区,且炭化层抗剪切能力较弱。通过机理分析,认为高浓度颗粒流的强冲蚀对炭化层具有强烈的剥蚀作用。结合数值计算方法,发展了一种利用少量烧蚀实验结果,获取大量烧蚀规律和信息的数据分析方法。建立了实验条件下的高硅氧酚醛材料的烧蚀量和颗粒冲蚀状态之间的函数形式,并给出了颗粒冲蚀状态与烧蚀率之间的经验公式,具有较强的工程实用价值。
- 刘洋何国强李江陈剑娄永春
- 关键词：绝热材料烧蚀
- 高浓度颗粒冲刷条件下高硅氧酚醛烧蚀实验被引量：9
- 2005年
- 利用高过载模拟烧蚀实验发动机,开展了高浓度颗粒流冲刷条件下高硅氧酚醛材料烧蚀机理的实验研究。研究表明:高浓度颗粒流冲刷条件下高硅氧酚醛材料的烧蚀比常规条件下要严重的多,其机理主要是高浓度颗粒流冲刷对炭化层具有强烈的剥蚀效应;相同条件下高硅氧酚醛材料抗颗粒流冲刷的性能明显比石棉酚醛模压材料差;增强绝热材料炭化层的致密性和韧性是提高绝热材料抗颗粒冲刷能力的有效途径。提出了建立高浓度颗粒冲刷条件下绝热层烧蚀建模的思路,为高过载条件下热防护研究提供了理论基础。
- 李江何国强刘洋陈剑娄永春
- 关键词：固体火箭发动机绝热层烧蚀
- 喷管摆动对固体火箭发动机内两相流动的影响被引量：4
- 2006年
- 采用颗粒轨道模型(欧拉-拉格朗日模型)以及分区网格技术,对带潜入式摆动喷管的固体火箭发动机中的三维两相流动进行了一体化数值模拟,得出以下结论:凝聚相的存在对发动机中的两相流动有明显的影响,喷管中粒子浓度高的区域速度低,温度高;喷管的摆动造成发动机后翼槽内流动的不对称,并对发动机的性能造成明显的损失,当喷管摆动到一定角度时候,喷管摆向一侧的后翼槽内出现漩涡;喷管的摆动影响发动机后翼槽内以及壁面上粒子浓度的分布。
- 杨玉新胡春波甘晓松何国强蔡体敏
- 关键词：固体火箭发动机两相流动潜入式喷管
- 模拟过载与振动耦合条件下的绝热层烧蚀试验被引量：1
- 2006年
- 发展了一种模拟过载与振动耦合条件下的绝热层烧蚀试验方法,研制了试验装置,利用收敛管使颗粒聚集来模拟过载条件下发动机内的高浓度颗粒流,振动通过激振电机、活动台架和弹簧组件来产生。用该试验装置针对5-II材料开展了模拟过载和振动耦合条件下的烧蚀试验,试验工况模拟了飞行高过载(横纵向50g)和振动(频率49.3Hz,加速度幅值12g、频率48.8Hz,加速度幅值15.4g)的耦合状态。试验发现5-II材料试件表面被颗粒冲蚀出了明显的凹坑,烧蚀要比常规条件下的大很多,这主要是由过载造成的。通过分析,认为在文中试验条件下,振动对高浓度颗粒冲蚀产生的绝热层烧蚀有一定的弱化。
- 刘洋何国强李江陈剑王希亮
- 关键词：固体推进剂火箭发动机振动绝热层烧蚀
- 聚集状态下凝相颗粒的收集与测量被引量：15
- 2005年
- 发展了一种可以收集燃烧室中聚集状态颗粒的方法,研制了收集实验装置。数值计算表明,通过改变实验装置的收敛角和实验状态参数可以模拟真实发动机中的颗粒聚集状态。利用该实验装置开展了聚集颗粒收集实验,实验工况模拟了某高过载发动机在横纵向过载均为40g时的颗粒聚集状态。对实验收集到的颗粒进行了电镜分析,发现大颗粒是由多个小颗粒聚合而成,说明聚集状态下颗粒间碰撞聚合的概率大大增加。对粒径分布进行了半定量的统计,与非聚集状态下的发动机燃烧室中的粒径分布作了比较,证明聚集状态下粒径要比非聚集状态下的大得多。
- 刘洋何国强李江陈剑娄永春
- 关键词：固体推进剂火箭发动机燃烧室复合推进剂粒度分布
