本文關(guān)鍵詞：氫氧膨脹循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性仿真研究

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【摘要】：本論文選取××氫氧膨脹循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)作為研究對(duì)象,應(yīng)用法國(guó)IMAGINE公司的AMESim軟件,開發(fā)建立了發(fā)動(dòng)機(jī)主要組合件的仿真子模型,然后根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)原理,建立了××發(fā)動(dòng)機(jī)的全系統(tǒng)仿真模型。將發(fā)動(dòng)機(jī)組件劃分為交錯(cuò)的控制體積,并采用集中參數(shù)進(jìn)行處理,因此單元的邊界條件處理比較方便。單元?jiǎng)澐譃閮煞N類型:一種為狀態(tài)參數(shù)不變的C單元,適用質(zhì)量和能量守恒定律;另一種為表征流動(dòng)特性的R單元,適用動(dòng)量守恒定律。將組成××發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑輸送管路、氫氧渦輪泵、推力室等組件,統(tǒng)一到C單元和R單元上,簡(jiǎn)化了發(fā)動(dòng)機(jī)管路和組件建模的復(fù)雜性。對(duì)于離心泵,將誘導(dǎo)輪入口至泵葉輪入口體積統(tǒng)一考慮為一個(gè)C單元,將泵葉輪至擴(kuò)壓器出口視為一個(gè)R單元,并加入離心泵的性能方程;對(duì)于推力室冷卻夾套,將其按軸向進(jìn)行分段,每一段溝槽內(nèi)冷卻劑氫的流動(dòng)就是C和R單元的交錯(cuò),并加入相應(yīng)的傳熱方程。在AMESim自帶的AMESet平臺(tái)下,根據(jù)各組件的動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行二次開發(fā),建立了發(fā)動(dòng)機(jī)主要組件氫氧渦輪泵、推力室、冷卻夾套等子模型。運(yùn)用這些子模型,根據(jù)××氫氧膨脹循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)原理搭建了發(fā)動(dòng)機(jī)仿真平臺(tái),選擇變步長(zhǎng)Runge-Kutta算法,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果與試車數(shù)據(jù)一致性較好。在此基礎(chǔ)上,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)序進(jìn)行了方案比較和優(yōu)化研究,并通過在發(fā)動(dòng)機(jī)模型中加入故障模塊,對(duì)多種故障模式下的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了仿真研究。
【關(guān)鍵詞】：氫氧發(fā)動(dòng)機(jī) 膨脹循環(huán) AMESim軟件 動(dòng)態(tài)特性 動(dòng)力學(xué)模型
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V434
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 研究背景和意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況9-12
• 1.2.1 推進(jìn)劑供應(yīng)管路模型10
• 1.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)組合件模型10-11
• 1.2.3 模型的數(shù)值計(jì)算方法11-12
• 1.2.4 氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)仿真平臺(tái)12
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容12-14
• 第2章 發(fā)動(dòng)機(jī)低溫管路和主要組件動(dòng)力學(xué)方程14-28
• 2.1 推進(jìn)劑供應(yīng)管路方程14-18
• 2.1.1 動(dòng)力學(xué)方程14-15
• 2.1.2 C和R單元方程15-18
• 2.2 渦輪泵動(dòng)力學(xué)方程18-22
• 2.2.1 離心泵方程18-20
• 2.2.2 渦輪方程20-22
• 2.2.3 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)方程22
• 2.3 推力室動(dòng)力學(xué)方程22-27
• 2.3.1 燃燒室和噴管方程23-24
• 2.3.2 冷卻夾套方程24-26
• 2.3.3 氫氧噴注器方程26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)組件AMESim仿真子模型的開發(fā)28-44
• 3.1 AMESim特點(diǎn)和使用流程28-29
• 3.1.1 軟件特點(diǎn)28
• 3.1.2 使用流程28-29
• 3.2 子模型建模方法29-30
• 3.3 推進(jìn)劑熱物性子模型30-33
• 3.3.1 氫氧熱物性子模型31-32
• 3.3.2 燃?xì)鉄嵛镄宰幽Ｐ?/span>32-33
• 3.4 渦輪泵子模型33-40
• 3.4.1 泵子模型33-39
• 3.4.2 轉(zhuǎn)子子模型39
• 3.4.3 渦輪子模型39-40
• 3.5 推力室子模型40-43
• 3.5.1 氫氧噴注器子模型40
• 3.5.2 燃燒室子模型40-41
• 3.5.3 噴管子模型41
• 3.5.4 冷卻夾套子模型41-43
• 3.6 閥門子模型43
• 3.7 本章小結(jié)43-44
• 第4章 ××發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型的建立和分析44-58
• 4.1 ××型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)原理44-45
• 4.2 發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型45-47
• 4.3 起動(dòng)時(shí)序研究47-51
• 4.3.1 方案比較分析48-50
• 4.3.2 時(shí)序優(yōu)化研究50-51
• 4.4 發(fā)動(dòng)機(jī)故障仿真分析51-57
• 4.4.1 氫渦輪泵性能下降模式仿真52-54
• 4.4.2 氧渦輪泵性能下降模式仿真54-55
• 4.4.3 冷卻夾套換熱性能下降模式仿真55-56
• 4.4.4 其它模式仿真56-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 致謝63-64
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷64

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本文編號(hào)：751225