Al2O3尺寸分布对喷管性能预示的影响研究

根据实验测量的Al2O3凝相颗粒尺寸进行了多尺寸和单尺寸分布的流场模拟,使用颗粒轨道模型．即欧拉-拉格朗日模型进行了数值计算,理论计算和实测值进行了比较,结果发现多尺寸方法优于单尺寸方法．本研究对于今后发动机性能预示有着借鉴意义。     

不同入口空气流量对冲压发动机二次燃烧的影响

采用涡团耗散模型和化学动力学控制的碳粒子燃烧模型对中心进气固体火箭冲压发动机反应流场进行数值计算,分析了不同入口空气流量对冲压发动机二次燃烧的影响,并与试验结果进行比较。研究结果表明：随着入口空气流量的增加,补燃室尾部压强升高,燃烧效率增加,而补燃室尾部温度降低。     

双燃速串装药柱无喷管助推器性能分析

用数值仿真的方法对双燃速串装药柱无喷管助推器（长径比为5．1）性能进行了分析，仿真建立的数值模型为纯气相、二维轴对称非定常模型，燃面的退移用动态网格来实现，考虑了推进剂侵蚀燃烧和燃速-压强关系。研究结果表明：在前段燃速不变时，随着后段推进剂燃速的下降，压强曲线下降趋势逐渐平缓，Pmax/Ptb逐渐下降，而推力曲线越来越呈现逐渐上升的趋势，使Fmax／Pta增大，同时发动机比冲提高。最后对这一技术的应用进行了探讨。     

固液混合火箭发动机简单反应流模拟

建立了基于阿累尼乌斯公式和粘性流体力学的混合发动机（HRM）简单反应流模型，并在该模型下对某实验发动机进行了模拟，得出了反应物和产物组分、燃速、温度等发动机参数的变化趋势，给出了一些有用的结论，论证了该反应流模型的准确性。     

微米锆粉的热氧化过程研究

为探究微米锆粉的热氧化过程,进行锆粉氧化反应动力学分析,通过激光粒度分析、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等方法对所研究锆粉颗粒的粒径分布、微观形貌、元素含量以及物相特征进行了研究。通过热重分析法(TG)和差示扫描量热法(DSC)开展了不同升温速率的氧化过程研究,得到不同升温速率下锆粉氧化的DSC-TG曲线,进一步分析得到锆粉热氧化的动力学参数以及反应模型。结果表明,锆粉样品的粒径主要分布在15～46μm,颗粒形状不规则,且主要包含Zr元素,锆粉颗粒主要物相为金属Zr;锆粉氧化过程可以分为初始氧化,加速氧化、剧烈氧化和反应平衡四个阶段;锆粉的非等温氧化过程符合随机成核和随后生长模型函数,其积分表达式为G (α)=[-ln(1-α)]~(5/2)。因此微米锆粉热氧化反应动力学的活化能E_a为175.83 kJ·mol~(-1),指前因子A=1.91×108s~(-1),反应速率常数k=1.91×10~8exp(-2.1×10~4/T)。     

Zr/Al基高能固体推进剂的能量特性分析

为探究锆粉含量对高能推进剂能量特性的影响规律,利用热力学计算软件CEA分析了不同锆含量的Zr/Al基NEPE推进剂和Zr/Al基叠氮高能推进剂的能量特性;通过计算这两种推进剂的燃烧温度、密度、比冲和密度比冲等能量特性参数,得到了锆含量对推进剂能量特性参数的影响规律,并将结果与ZrH_2/Al基高能推进剂进行对比分析。结果表明,随着Zr含量增加,NEPE推进剂的燃烧温度和比冲均呈下降趋势,密度比冲持续上升,但考虑推进剂的能量特性和高燃温条件下的不稳定燃烧,认为在推进剂中添加质量分数3%～5%的Zr粉较适中;随着Zr含量增加,叠氮高能推进剂的燃烧温度和比冲呈现先增后减的趋势,且分别在Zr粉质量分数为6%和3%左右达到最大值,推进剂密度比冲持续上升。ZrH_2/Al基推进剂的能量性能低于Zr/Al基推进剂的。     

固体火箭超燃冲压发动机燃烧特性分析

文中利用数值模拟研究了不同来流条件下固体火箭超燃冲压发动机的燃烧特性.采用基于密度的二阶迎风格式对发动机内流场进行模拟,湍流模型与燃烧模型分别采用SST k-ω模型与涡团耗散模型.结果表明,随来流马赫数的增大,火焰温度与最大化学反应速率均增大;燃烧效率随来流马赫数的增大而减小,且燃烧效率低于50％;燃烧效率的减小导致补燃室的推力与比冲下降.随来流马赫数的变化,应适当调节富燃燃气流量,以保证发动机的燃烧性能.