固体火箭发动机喷管化学烧蚀的动态数值模拟
Transactions of Beijing Institute of Technology（2023）
摘要
为分析固体火箭发动机喷管的化学烧蚀过程,准确预测喷管壁面烧蚀率,在Fluent平台上采用UDF二次开发方法,结合壁面化学反应模型和动网格技术建立了动态烧蚀模型,实现了喷管型面衰退和内流场变化的双向耦合作用.针对推进剂中不同Al质量分数的工况,利用动态烧蚀模型对 70-lb BATES发动机喷管的二维非定常流固热耦合过程进行了数值仿真计算,论证了模型的准确性.结果表明:烧蚀率计算值与试验值基本一致;烧蚀率随推进剂中Al质量分数的增加而降低;动态烧蚀模型能更准确地预测喷管壁面烧蚀率;型面衰退改变了喷管流场,在喉部附近产生了更高的压强和温度;采用动态烧蚀模型计算的喷管在喉部壁面附近的H2O和CO2 的浓度更高.
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