固体火箭发动机中声场对凝聚相粒子的影响

为研究固体火箭发动机中声场对凝聚相粒子的影响,将连续相-离散元(CFD-DEM)耦合模型应用于固体火箭发动机中多物理场作用下的粒子行为研究,获得了发动机声场与凝聚相粒子的耦合作用规律.结果表明:CFD-DEM模型可以获得其他模型无法得到的颗粒微观信息,包括颗粒与颗粒间的碰撞、颗粒与壁面的碰撞以及颗粒与气相间的相互作用等.另外,发动机中不同振型的声场对粒子的影响也显著不同.径向声场力会使得凝聚相粒子往模型的中心区域汇聚,而在壁面区域基本为粒子真空区域,粒子的空间不均匀分布极其显著.轴向声场力(发动机一阶基频声波)作用下,粒子呈现周期性往复运动,且在模型尾部一定位置发生碰撞聚集;颗粒相沿轴向的速度分布整体上呈现先增大后减小的变化规律,而粒子在碰撞聚集位置速度发生骤变.