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液体火箭贮箱增压排液过程三种气枕模型的数值对比

王磊 厉彦忠 李翠 赵志翔

王磊, 厉彦忠, 李翠, 赵志翔. 液体火箭贮箱增压排液过程三种气枕模型的数值对比[J]. 航空动力学报, 2011, 26(9): 1995-2001.
引用本文: 王磊, 厉彦忠, 李翠, 赵志翔. 液体火箭贮箱增压排液过程三种气枕模型的数值对比[J]. 航空动力学报, 2011, 26(9): 1995-2001.
WANG Lei, LI Yan-zhong, LI Cui, ZHAO Zhi-xiang. Numerical comparison of three ullage models for the tank pressurization process of liquid rocket during outflow[J]. Journal of Aerospace Power, 2011, 26(9): 1995-2001.
Citation: WANG Lei, LI Yan-zhong, LI Cui, ZHAO Zhi-xiang. Numerical comparison of three ullage models for the tank pressurization process of liquid rocket during outflow[J]. Journal of Aerospace Power, 2011, 26(9): 1995-2001.

液体火箭贮箱增压排液过程三种气枕模型的数值对比

基金项目: 教育部高等学校博士点专项科研基金(2010020110012)

Numerical comparison of three ullage models for the tank pressurization process of liquid rocket during outflow

  • 摘要: 针对液氧贮箱氦气增压排液过程,分别建立了零维整体模型、一维分层模型及二维计算流体力学(CFD)模型对气枕物理场的变化规律进行数值研究.零维及一维模型采用经验公式求解气枕与壁面间的换热量,而二维CFD模型通过低雷诺数k-ε模型确定流体与固壁间的耦合换热作用.计算时氦气采用理想气体模型.利用三种模型分别预测了贮箱内气枕压力、气枕平均温度及温度分布规律.计算结果表明:三组结果分布合理,不同模型的结果之间能够互相印证;对于气枕及与气枕接触壁面沿轴向的温度分布,在气枕主体区一维模型与二维模型预测结果基本吻合,而在靠近消能器的气枕上端,两种模型预测值存在偏差;当增压气体入口速度较大时,气枕上端径向温度分层明显,需采用二维CFD模型才能展示气枕物理场分布.

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2010-10-22
  • 修回日期:  2011-03-22
  • 刊出日期:  2011-09-28

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