过载与旋转对SRM内两相流场影响数值分析

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1、分类号：_______________密级：_______________UDC：_______________编号：_______________专业硕士学位论文（工程硕士）过载与旋转对SRM内两相流场影响数值分析硕士研究生：苗琳指导教师：张凤奎副教授企业导师：王冬兰高级工程师学科专业：航天工程论文主审人：王革教授哈尔滨工程大学2018年6月分类号：_______________密级：_______________UDC：_______________编号：_______________专业硕士学位论文（工程硕士）过载与旋转对

2、SRM内两相流场影响数值分析硕士研究生：苗琳指导教师：张凤奎副教授学位级别：工程硕士学科、专业：航天工程所在单位：航天与建筑工程学院论文提交日期：2018年5月7日论文答辩日期：2018年6月5日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheProfessionalDegreeofMaster(MasterofEngineering)NumericalAnalysisofOverloadandSpinningEffectonTwo-phaseFlowFieldinS

3、RMCandidate:MiaoLinSupervisor:AssociateProf.ZhangFengkuiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:AerospaceEngineeringDateofSubmission:May.7,2018DateofOralExamination:Jun.5,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下

4、，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分

5、或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日日期：年月日过载与旋转对SRM内两相流场影响数值分析摘要固体火箭发动机被广泛应用于先进战术导弹的动力系统中，通过在固体推进剂中加入铝作为金属燃烧剂，可以提

6、高固体推进剂的能量和密度。含铝复合推进剂的燃烧产物中有大量Al2O3，在燃烧室中形成典型的两相流动。燃烧和两相流动同时存在于发动机工作过程中，两者间的相互作用会使其工作过程变得异常复杂，尤其会引起绝热层的烧蚀、粒子对绝热层的机械冲蚀、不稳定燃烧、侵蚀效应、热防护失效、药柱结构完整性变差、壳体强度变弱等问题。目前战术导弹需要较高的机动性，导弹飞行过程中的加速运动和机动转弯都会产生不同程度的过载，飞行过载会影响流场结构，改变燃烧室内粒子运动状态，使粒子在承载方向大量聚集，恶化绝热层的工作环境，严重时会导致热防护失效，甚至引发弹体烧穿

7、。本文以固体火箭发动机过载为研究对象，采用数值模拟方法，研究旋转及过载对固体火箭发动机内两相流场的影响。首先以无旋转、无过载固体火箭发动机的状态为基本工作状态，而后应用颗粒轨道模型对横向、轴向和组合过载开展计算，进行固体火箭发动机燃烧室及喷管三维两相流动数值模拟，分析过载对颗粒相的影响。而后对旋转情况下发动机进行了计算，研究旋转对发动机粒子浓度分布的影响。分析以上模拟结果，初步分析出粒子的聚集状态与过载的规律。最后同时加低转速与中小过载，对比粒子聚集位置和聚集数量的变化。结果表明，在有横向加速度载荷的情况下，发动机燃烧室内粒子相

8、在承载方向浓度增大，明显改变了发动机燃烧室内原有的轴对称流动状态，承载方向上粒子聚集流的最大浓度区域主要分布在发动机的后封头与潜入段位置。轴向过载会增大喷管潜入段和后封头的粒子浓度，对于潜入段与背壁区交界处的粒子浓度影响最为显著。当横向过载为10g以下时，加以适