基于动网格技术燃气开盖研究

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1、基于动网格技术燃气开盖研究夏胜禹2015年6月中图分类号：TJ768.2UDC分类号：623基于动网格技术燃气开盖研究作者姓名夏胜禹学院名称宇航学院指导教师姜毅教授答辩委员会主席荣吉利教授申请学位工程硕士学科专业航天工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月StudyoftheAutomaticCoverOpeningbyJetFlowBasedonDynamicMeshTechnologyCandidateName：ShengYuXiaSchoolorDepartment:SchoolofAerospaceEngineeringFacultyMentor:Prof.YiJia

2、ng,Chair,ThesisCommittee：Prof.JiliRongDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：AerospaceEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者

3、对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要采用易碎式材料作为前后盖，利用冲击波和燃气流完成前后盖开启的贮运发射箱已得到广泛使用。当前盖依靠冲击波开盖的时候，后盖的开启方式以及开盖压力对前盖开启起到关键性的作用，同理，当后盖依靠冲击波和燃气流开盖的时候，堵盖开启方式和破膜压力对后盖开启起到关键性的作用。为研究不同的堵盖开启方式和不同的破膜压力对初始冲击波和发射箱后盖的影响，本文基于网格分层、网格光顺、网格重构的动网格技术，将堵盖的运动过程与燃气流流场进行耦合求解，对堵盖整个运动过程进行了仿真计算。综合计算结果可以清

4、晰地看到，堵盖开启方式不同，燃气流对后盖作用效果也不同；破膜压力不同，初始冲击波强度也不同，并得到了后盖压强随时间变化曲线。研究表明：相较于整体脱落式堵盖，使用热解碳化式堵盖，后盖更早达到开盖压力；破膜压力越大，初始冲击波强度越大，传播速度越快，持续时间越长。为研究不同的后盖开启方式以及不同的开盖压力对前盖的影响，本文基于网格光顺和网格重组的动网格技术，将后盖分块的运动过程与燃气流流场进行耦合求解，对后盖分块整个运动过程进行仿真计算。综合计算结果可以清晰地看到，开盖方式不同，箱内冲击波强度也不同；开盖压力不同，箱内冲击波强度也不同，并得到箱内各个监测点压强和前盖平均压强随时间变化曲线。研究

5、表明：相较于未耦合开盖，耦合开盖箱内冲击波强度更大，持续时间更长；后盖开盖压力越大，箱内冲击波强度越大，持续时间越长，传播速度越大，即前盖更早达到开盖压力。关键字：堵盖；燃气流；冲击波；后盖；耦合;动网格I北京理工大学硕士学位论文AbstractThetechniqueofusingfragilemeterialasthepre-and-postcoverandthentheopeningofcoversdependingontheshockwavewithgasjethasbeenwidelyusedinthemissilelaunchingtank.Whenthepre-coverop

6、eningdependsontheshockwave,theopening-typeandtheopening-pressureofpost-coverplaytheesstionalrolesfortheopeningofpre-cover.Similarly,whentheopeningofpost-coverdependsontheshockwavewithgasjet,theopening-typeandtheopening-pressureofthenozzlecoverplaytheesstionalrolesfortheopeningofpost-cover.Inordert

7、ostudytheeffectthatthedifferentopening-typesandthedifferentopening-pressureofthenozzlecoveroninitialshockwaveandpost-cover,thispapersimulatestheopeningprocessofthenozzlecoverbycouplingthemotionprocessofthenozzlec