横向过载下考虑颗粒聚合行为的颗粒阻尼特性研究

固体火箭发动机的横向过载内会改变凝相颗粒的运动轨迹,增大颗粒与颗粒,颗粒与壁面的碰撞概率,改变凝相粒子的粒径和浓度分布,使颗粒的阻尼特性发生变化,造成发动机的燃烧不稳定.基于CFD-DEM数值模拟方法,耦合颗粒碰撞聚合模型,实现了过载下的颗粒碰撞、聚合及流动过程的数值仿真.数值结果揭示了在不同横向过载下粒径分布、颗粒空间分布,以及颗粒阻尼特性的变化特征.横向过载下,颗粒横向偏移显著增加,颗粒间的碰撞概率增大,并且碰撞概率随过载作用时间增加大幅度提高.颗粒间因碰撞聚合易生成的大粒径颗粒,大粒径颗粒的产生使得颗粒空间分布更具不均匀性,进而导致颗粒的阻尼值明显降低,最终影响发动机的燃烧稳定性.