高超声速飞行器推力室气动加热分析

《高超声速飞行器推力室气动加热分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、工程硕士学位论文高超声速飞行器推力室气动加热分析AnAerothermodynamicStudyoftheThrustChamberinHypersonicFlows安鹏哈尔滨工业大学2015年11月国内图书分类号：V448.1学校代码：10213国际图书分类号:629密级：公开工程硕士学位论文高超声速飞行器推力室气动加热分析硕士研究生：安鹏导师：郭继峰教授申请学位：工程硕士学科：航天工程所在单位：航天学院答辩日期：2015年11月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:V448.1U.

2、D.C.:629DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringANAEROTHERMODYNAMICSTUDYOFTHETHRUSTCHAMBERINHYPERSONICFLOWSCandidate：AnPengSupervisor：Prof.GuoJifengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：AerospaceEngineeringAffiliation：SchoolofAstronauti

3、csDateofDefence：November,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要高超声速技术在现代航空航天的发展中扮演着极其重要的角色，用于高超声速飞行器上的火箭发动机推力室，将会受到不同程度的气动加热作用。对于采用再生冷却技术的推力室，在其开始工作之前，强烈的气动加热效应会引起冷却夹套内推进剂温度升高。当温度升至其分解温度时，整台发动机的可靠性及安全性都将受到极大地影响。本文主要研

4、究了高超声速飞行器推力室气动热环境。首先，结合高超声速空腔流动及缝隙流动理论，对推力室空腔的流场结构和表面热流分布情况进行了初步理论分析及预测。其次，对高速流动中影响气动加热数值计算的格式效应、网格效应及湍流模型等因素进行了讨论。并总结出一套可行的流场拆分计算方法，通过对多个算例模型的计算，并与风洞实验数据进行对比，验证了该方法的准确性。随后，采用该数值模拟方法，对推力室的气动加热及结构热响应问题进行了耦合计算，分析了不同飞行状态时，推力室结构及推进剂的温度变化情况，对推力室气动加热情况作出了系统的分析研究

5、。本文的研究工作补充了高速流动中对复杂空腔、缝隙混合流动气动加热方面的研究，完善了高超声速气动加热理论在推力室热防护领域的应用，提高了再生冷却推力室的安全性及其环境适应能力，为该类型推力室应用领域的拓展打下了理论基础。关键词：高超声速；空腔流动；推力室；气动加热-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractHypersonictechnologytakesanimportantpositioninthedevelopmentofmodernaerospace.Varyingdegreesofaerod

6、ynamicheatingisproducedinhypersonicflows.Thenarocketenginethrustchamberwillsufferthat.Thepropellantinthecoolingjacketwillbeheatedforthethrustchamberwhichusesregenerativecoolingtechnology,becauseofthestrongeffectoftheaerodynamicheating.Thereliabilityofthewh

7、oleenginewillbeseriouslyaffected,whenthepropellantrisestoitsdecompositiontemperature.Thispaperstudiestheaerodynamicheatingenvironmentofthethrustchamberinhypersonicflows.Atheoreticalanalysisandpredictionhavebeenmadeforflowfieldandheatfluxdistributionofthrus

8、tchambercavity.Thentheimpactfactorsofnumericalsimulation,suchasdifferencescheme,themeshofflowfieldandturbulencemodel,arediscussed.Asplitfieldmethodforflowcalculationissummedup,andconfirmedbytheexperimentinsho