基于快速最近邻搜索的固体火箭发动机装药燃面计算

燃面计算是固体发动机性能仿真的重要环节,为快速求解固体发动机复杂三维装药燃面推移规律,在柱坐标下进行基于快速最近邻搜索的燃面计算方法研究.利用固体发动机装药对称性,构建柱坐标系下燃面计算框架,实现计算域缩减;采用点云数据代替面元的初始燃面表征和提取,结合k-d树完成散乱点云的有序化组织.在此基础上,提出基于快速最近邻搜索的最小距离函数快速计算方法,通过建立柱坐标下燃去体积通用积分公式,完成了任意燃去厚度时的燃面位置、面积及装药质量特性计算.使用该方法对不同几何构型的装药进行了计算,结果表明,在1s以内的计算耗时下,计算误差均小于1％,说明本方法对于复杂三维装药燃面具有较好通用性、较高精度和计算效率.