本文關鍵詞：某脈沖發(fā)動機內流場及熱防護特性分析

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【摘要】：脈沖發(fā)動機作為精確制導彈藥驅動力的執(zhí)行機構,具有比氣動舵等其他執(zhí)行機構無法比擬的快速響應特征。發(fā)動機組是將一系列獨立的、高沖質比、短脈沖的固體火箭發(fā)動機組合在一起,可以有效地加強彈藥打擊移動目標能力,減少彈藥消耗,滿足現代戰(zhàn)爭對智能化彈藥的需求。本文運用數值模擬及試驗的方法對固體火箭發(fā)動機內流場及熱防護進行特性分析,主要研究內容包括：(1)運用Fluent對L型脈沖發(fā)動機做三維定常流場的數值計算,分析發(fā)動機結構對流場結構及噴管性能參數的影響。結果表明,隨著脈沖發(fā)動機偏心段向上移動,其推力減小,推力中心由噴管中心內側向外側移動。隨著噴管入口端面距離偏心段高度的增加,推力先增大、后減小,推力中心發(fā)生階躍性的變化。受發(fā)動機結構的限制,偏心段長度Z對噴管性能的影響較小。(2)對不同結構及不同材質的發(fā)動機進行流固耦合換熱數值模擬。結果表明,燃氣的渦旋流動是造成內壁面高溫及燒蝕主要原因,鋁質基座必須增加熱防護部件。不同材料基座的溫度場結構基本一致,由于材料導熱系數及比熱容的差異,壁面的溫度梯度會存在一定的差異。(3)運用紅外熱像儀對發(fā)動機壁面溫度進行測量,分析材料及結構對發(fā)動機溫度分布及燒蝕的影響。研究結果表明,采用的計算模型能夠比較的準確的對發(fā)動機的傳熱進行數值模擬,基座最高溫度位于與燃燒室接觸的部分。
【關鍵詞】：脈沖發(fā)動機 數值模擬 噴管性能 流固耦合換熱 熱防護設計
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V435
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 研究背景與意義10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意義11-12
• 1.2 相關領域的研究進展12-16
• 1.2.1 微小型固姿軌控脈沖發(fā)動機組發(fā)展概況12-14
• 1.2.2 內流場及傳熱數值模擬的研究現狀14-16
• 1.3 本文的主要研究內容16-18
• 2 L型脈沖發(fā)動機三維燃氣流場數值模擬18-25
• 2.1 物理模型18-19
• 2.2 數學模型19-21
• 2.2.1 基本假設19
• 2.2.2 流場計算控制方程組19-20
• 2.2.3 湍流模型20-21
• 2.3 燃氣的熱物理性質21-22
• 2.4 數值模擬軟件介紹22-23
• 2.4.1 Fluent簡介22-23
• 2.4.2 ANSYS ICEM簡介23
• 2.5 噴管三維流場數值模擬前處理23-25
• 2.5.1 網格劃分23-24
• 2.5.2 邊界條件24
• 2.5.3 收斂標準24-25
• 3 噴管流場數值模擬結果與分析25-37
• 3.1 網格無關性及計算模型驗證25-27
• 3.2 偏心距離對流場和發(fā)動機性能的影響27-30
• 3.3 噴管距離偏心段距離對流場和發(fā)動機性能的影響30-33
• 3.4 偏心段長度對流場和發(fā)動機性能的影響33-36
• 3.5 本章小結36-37
• 4 脈沖發(fā)動機傳熱數值模擬37-56
• 4.1 物理模型37-38
• 4.2 數學模型38-42
• 4.2.1 L型脈沖發(fā)動機中的傳熱特點39
• 4.2.2 導熱微分方程39-40
• 4.2.3 對流換熱微分方程組40-41
• 4.2.4 噴管輻射模型41-42
• 4.3 材料的性能參數42-43
• 4.4 傳熱耦合數值模擬前處理43-45
• 4.4.1 網格劃分43-44
• 4.4.2 耦合傳熱的數值解法44
• 4.4.3 邊界條件44-45
• 4.4.4 收斂標準45
• 4.5 耦合傳熱的計算結果與分析45-55
• 4.5.1 結構溫度場的分布特點45-53
• 4.5.2 鋼質燃燒室基座溫度特性53-54
• 4.5.3 有熱防護燃燒室基座溫度特性54-55
• 4.6 本章小結55-56
• 5 脈沖發(fā)動機熱防護試驗研究56-63
• 5.1 試驗方案設計56-57
• 5.2 試驗原理及試驗設備57
• 5.3 試驗過程及結果57-62
• 5.4 本章小結62-63
• 6 結論與展望63-66
• 6.1 全文工作總結63-64
• 6.2 未來研究工作的展望64-66
• 致謝66-67
• 參考文獻67-70
• 附錄70

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1 鄭詠嵐;李國雄;;小型脈沖發(fā)動機在現代防空導彈中的應用途徑研究[J];現代防御技術;2008年01期

2 劉世東;張輝;楊小良;;脈沖發(fā)動機級間隔離技術研究[J];航空兵器;2011年04期

3 張躍峰;房雷;莫展;尹自賓;;一種用于脈沖發(fā)動機的級間隔離裝置設計[J];航空兵器;2012年02期

4 王春光;劉洪超;楊德敏;;脈沖發(fā)動機隔離裝置發(fā)展現狀研究[J];航空兵器;2012年05期

5 張永偉;楊鎖昌;王新;秦帥;;脈沖發(fā)動機修正能力分析與建模[J];計算機仿真;2013年05期

6 宋振峰;;脈沖發(fā)動機在空中發(fā)射導彈上的應用[J];航空兵器;1993年06期

7 趙松云;李騫;李德義;;攔截器姿控脈沖發(fā)動機點火控制算法[J];火力與指揮控制;2014年01期

8 田再克;楊鎖昌;馮德龍;姚運志;;彈道修正彈脈沖發(fā)動機作用角度優(yōu)化研究[J];彈箭與制導學報;2014年02期

9 展建超;任永強;張力;朱珠;;姿控脈沖發(fā)動機點火邏輯研究[J];彈箭與制導學報;2011年06期

10 姚文進;王曉鳴;李文彬;高旭東;;彈道修正彈脈沖發(fā)動機實驗控制方法研究[J];彈箭與制導學報;2009年06期

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1 傅裕松;程華;趙輝;劉杰;宋磊;;攔截器姿控脈沖發(fā)動機點火控制算法[A];2011年中國智能自動化學術會議論文集（第一分冊）[C];2011年

2 姚文進;王曉鳴;高旭東;李文彬;;高速攝影在脈沖發(fā)動機性能分析中的應用[A];第六屆全國信息獲取與處理學術會議論文集（3）[C];2008年

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1 趙捍東;脈沖發(fā)動機提供控制力的火箭彈彈道修正理論及技術研究[D];南京理工大學;2008年

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1 吳佳男;某脈沖發(fā)動機內流場及熱防護特性分析[D];南京理工大學;2016年

2 桂曉波;某制導迫彈脈沖發(fā)動機強度分析和結構優(yōu)化[D];南京理工大學;2014年

3 程興華;固體脈沖發(fā)動機設計及優(yōu)化[D];國防科學技術大學;2007年

4 鞏飛;微型脈沖發(fā)動機內彈道計算與簡易控制[D];南京理工大學;2007年

5 馬云華;脈沖發(fā)動機測試系統(tǒng)[D];南京理工大學;2003年

6 羅茜;固體火箭脈沖發(fā)動機內流場特性數值研究[D];南京理工大學;2009年

7 崔崢;末端修正迫彈修正發(fā)動機設計[D];南京理工大學;2012年

8 田力;某飛行機電系統(tǒng)控制器設計[D];南京理工大學;2008年

9 鄒仁芳;導彈直接力與氣動力混合控制系統(tǒng)設計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2008年

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