液體火箭發(fā)動機是一種復(fù)雜的熱流體動力學系統(tǒng),涉及到流體、燃燒、傳熱、化學反應(yīng)等多種學科領(lǐng)域,多領(lǐng)域耦合已成為現(xiàn)代發(fā)動機的一個顯著特征。當前發(fā)動機建模與仿真研究很少涉及全系統(tǒng)多領(lǐng)域,難以考慮不同組件和不同領(lǐng)域的耦合關(guān)系,同時在繼承性、拓展性和兼容性等方面還有待進一步提高。Modelica語言是目前盛行的一種多領(lǐng)域物理系統(tǒng)建模語言,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類涉及多領(lǐng)域復(fù)雜系統(tǒng)的建模與仿真。本文基于Modelica語言設(shè)計開發(fā)了液體火箭發(fā)動機組件模型庫,開展了液氧甲烷發(fā)動機起動過程和液氫液氧發(fā)動機故障模式下工作過程動態(tài)仿真研究。首先建立了液體火箭發(fā)動機典型組件的動力學模型。其中,離心泵模型采用Suter全特性表達式,克服了起動時零轉(zhuǎn)速和非零流量的計算問題;渦輪模型中效率采用截距為零的多項擬合式表示,解決了起動時零轉(zhuǎn)速下的計算難題;轉(zhuǎn)子模型考慮起動摩擦力矩的影響,能有效分析不同力矩下發(fā)動機的工作狀況。在推力室模型中考慮燃燒區(qū)域的長度、圓柱段及噴管邊界層厚度變化和流動加速性等實際情況對燃氣側(cè)傳熱的影響,在巴茲法基礎(chǔ)上,通過添加相關(guān)修正系數(shù),建立了修正的巴茲法�；谕ㄓ没�、模塊化建模思想,在OpenMod...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.2轉(zhuǎn)子動力學模型流程圖

學模型泵通過轉(zhuǎn)子連接起來，渦輪提供動力，通過轉(zhuǎn)子帶動離發(fā)現(xiàn)仿真人員一般忽略轉(zhuǎn)動摩擦的影響，建立的轉(zhuǎn)子動tpTPAddtJωττ=轉(zhuǎn)矩，pτ為泵轉(zhuǎn)矩，TPAJ為渦輪泵組件的轉(zhuǎn)動慣量。過程中，轉(zhuǎn)動摩擦不可避免，渦輪存在起動摩擦力矩τ動摩擦力矩才能帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而帶動....

圖2.3甲烷渦輪泵測試系統(tǒng)

中國航天科技集團公司第一研究院碩士學位論文2.1.4渦輪泵模型驗證計算圖2.3是根據(jù)本章渦輪泵動力學模型，在OpenModelica平臺上搭建的某型號發(fā)動機甲烷渦輪泵的測試模型，以驗證渦輪泵模型的正確性。為簡潔起見，采用高溫高壓燃氣直接推動渦輪的形式，測試的主要參數(shù)設(shè)置....

圖3.1推進劑物性模型

建多領(lǐng)域耦合模型。域系統(tǒng)而言，其來自不同領(lǐng)域的子系統(tǒng)間具有能量轉(zhuǎn)化與傳同類型的模型接口，導致不同領(lǐng)域的模型無法直接連接起來型的連接問題，模型開發(fā)者需要建立一種包含多種類型接口示實際物理系統(tǒng)不同領(lǐng)域之間的能量轉(zhuǎn)化。此外，當前Mo庫，能夠描述電氣、機械、熱力學、控制等多領(lǐng)域模型或組....

圖3.2燃氣熱物性模型

中國航天科技集團公司第一研究院碩士學位論文2）通過二維插值表間接計算。由于每種推進劑組合的燃燒溫度、特征速度和燃物性，只與燃燒壓力和混合比相關(guān)，可以將熱力性能參數(shù)用燃燒壓力和混合比的二維值表的方式表示。這種方法的優(yōu)點是，仿真計算效率高、迭代時間非常短；不足之處是為獲得比沖性能，需....

本文編號：3891790