隔板喷嘴排列方式对推力室燃烧流场影响研究.pdf

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1、第42卷第3期2016年6月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPULSIONV01．42，No．3Jun．2016隔板喷嘴排列方式对推力室燃烧流场影响研究马列波，丰松江，冯伟，陈峰，聂万胜(中国人民解放军装备学院，北京101416)摘要：针对液氧煤油液体火箭发动机，采用全尺寸六分之一网格，设置周期性边界条件的简化模型，计算得到了喷注器面径向隔板喷嘴交错排列时推力室内三维非稳态两相湍流燃烧流场分布，与全尺寸网格计算结果基本一致，验证了算法与简化模型的有效性，并与喷注器面径向隔板喷嘴直线排列时推力室燃

2、烧流场计算结果进行了对比。结果表明，采用全尺寸六分之一网格，也可较好地数值模拟推力室内燃烧流场；径向隔板喷嘴交错排列，不但有利于延长煤油和氧气的混合时间，使混合更加充分，提高燃烧效率和燃烧室压力，而且可增加喷嘴空间分布的均匀性，使燃烧室中雾化粒子分布更均匀，从而提高温度分布的均匀性。关键词：液氧煤油火箭发动机；喷雾燃烧过程；全尺寸数值仿真；隔板喷嘴排列方式中图分类号：V434—34文献标识码：A文章编号：1672—9374f2016103—0026—07Influenceofbaffleinjectiond

3、istributiononcombustionfluidfieldinthrustchamberMALiebo，FENGSongjiang，FENGWei，CHENFeng，NIEWansheng(EquipmentInstituteofPLA，Beijing101416，China)Abstract：Thethree-dimensionaltransienttwo-phaseturbulentcombustionflowfileddistributioninthrustchamberofLOX／keros

4、enerocketenginewasobtainedbyusing1／6offull—scalegrid，andsettingasimplifiedmodelforperiodicboundaryconditionwhentheradialbaffleinjectiondistributionofinjectorwasstaggered,whichisalmostthesameasfull—scalegridcomputationresult．Thevalidityofthealgorithmandthes

5、implifiedmodelwasverified．Acomparisonwithcomputationresultofcombustionfluidfieldinthrustchamberwasdonewhentheradialbaffleinjectiondistributionofinjectorsislinear．Theresultindicatesitcallalsonumericallysimulatecombustionfluidfieldinthrustchamberwellbyusing1

6、／6offull—scalegrid：radialbaffleinjectionstaggereddistributionisnotonlygoodforextendingthemixingtimeofLOX／kerosenetomakethemixingeffectbetterenough，andimprovethecombustionefficiencyandthepressureofcombustionchamber，butalsoincreasesthehomogenei够ofinjectionsp

7、acedistributiontomakeatomizationparticlesdistributemoreuniformly,SOthatimprovethehomogeneityoftemperaturedistribution．Keywords：LOX／kerosenerocketengine；spraycombustionprocess；full—scalenumericalsimulation；baffleinjectiondistribution收稿日期：2016—0l一25；修回日期：201

8、6—04—12基金项目：国家自然科学基金项目(51206185．91441123)作者简介：马列波(1992一)，男，硕士，研究领域为液体火箭发动机0引言液氧煤油火箭发动机以其高可靠性、安全性、高经济性、高性能、无毒无污染和维护使用方便等特点越来越受到关注，目前各个航天大国都正在开展相关研究嗍。其研究方法主要有试验和数值仿真即1。其中试验获得的数据真实可靠，但其周期长，成本高，获得的参数有限，而数值仿真则可以克服