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不同飞行状态下固体火箭发动机尾喷焰数值研究

牛青林 傅德彬 李霞

牛青林, 傅德彬, 李霞. 不同飞行状态下固体火箭发动机尾喷焰数值研究[J]. 航空动力学报, 2015, 30(7): 1745-1751. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.2015.07.028
引用本文: 牛青林, 傅德彬, 李霞. 不同飞行状态下固体火箭发动机尾喷焰数值研究[J]. 航空动力学报, 2015, 30(7): 1745-1751. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.2015.07.028
NIU Qing-lin, FU De-bin, LI Xia. Numerical study on the plumes of solid rocket motor under various flight conditions[J]. Journal of Aerospace Power, 2015, 30(7): 1745-1751. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.2015.07.028
Citation: NIU Qing-lin, FU De-bin, LI Xia. Numerical study on the plumes of solid rocket motor under various flight conditions[J]. Journal of Aerospace Power, 2015, 30(7): 1745-1751. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.2015.07.028

不同飞行状态下固体火箭发动机尾喷焰数值研究

doi: 10.13224/j.cnki.jasp.2015.07.028
基金项目: 

国家自然科学基金(51306019)

详细信息
    作者简介:

    牛青林(1987-),男,山西临汾人,硕士生,主要从事火箭导弹燃气射流动力学研究.

  • 中图分类号: V411.3

Numerical study on the plumes of solid rocket motor under various flight conditions

  • 摘要: 为了研究飞行状态对固体火箭发动机尾喷焰的影响,建立了含化学反应项和组分输运项的N-S(Navier-Stokes)控制方程,并采用MUSCL(monotonic upstream-centered scheme for conversation laws) Roe格式的有限体积法进行求解.在此基础上,结合热力计算结果对某固体火箭发动机在不同飞行状态下的化学反应流和单一组分流进行仿真计算.结果表明:初始倾角和第一马赫波节长度随飞行高度的增加而增大,随来流马赫数的升高而减小.同单一组分流相比,化学反应流对第一马赫波节的影响较初始倾角显著.射流轴线温度因飞行状态的不同有较大涨落差异.初始倾角、第一马赫波节由来流总压决定,射流轴线温度由激波结构、复燃效应、来流条件等因素共同决定.

     

  • [1] 黄振宇.喷管流动和燃气射流的数值模拟[D].北京:北京理工大学,1999. HUANG Zhenyu.Numerical simulation of nozzle and jet flows[D].Beijing:Beijing Institute of Technology,1999.(in Chinese)
    [2] 李军,曹从咏,徐强.固体火箭发动机羽流场特性的数值研究[J].弹箭与制导学报,2003,23(2):307-309. LI Jun,CAO Congyong,XU Qiang.The numerical simulation of properties in solid rocket flow field[J].Journal of Projectiles Rockets Missiles and Guidance,2003,23(2):307-309.(in Chinese)
    [3] 于胜春,汤龙生.固体火箭发动机喷管及羽流流场的数值分析[J].固体火箭技术,2004,27(2):95-97. YU Shengchun,TANG Longsheng.Numerical analysis of nozzle and plume flow field of a solid rocket motor[J].Journal of Solid Rocket Technology,2004,27(2):95-97.(in Chinese)
    [4] 孙振华,徐东来,何国强.飞行参数对导弹发动机羽流的影响[J].固体火箭技术,2005,28(3):188-191. SUN Zhenhua,XU Donglai,HE Guoqiang.Effect of flight status parameters on missile motor[J].Journal of Solid Rocket Technology,2005,28(3):188-191.(in Chinese)
    [5] 王雁鸣,谈和平,余其铮.固体火箭发动机低空羽流场的相似研究[J].工程热物理学报,2005,26(5):856-858. WANG Yanming,TAN Heping,YU Qizheng.A similarity research for low-altitude solid propellant exhaust plumes[J].Journal of Engineering Thermophysics,2005,26(5):856-858.(in Chinese)
    [6] 田耀四,蔡国飙,朱定强,等.固体火箭发动机喷流流场数值仿真[J].宇航学报,2006,27(5):876-879,919. TIAN Yaosi,CAI Guobiao,ZHU Dingqiang,et al.Exhaust plume simulation of solid rocket[J].Journal of Astronautics,2006,27(5):876-879,919.(in Chinese)
    [7] 姜毅,傅德彬.固体火箭发动机尾喷焰复燃流场计算[J].宇航学报,2008,29(2):615-620. JANG Yi,FU Debin.Numerical simulation for non-equilibrium chemically reacting fluid field of the solid rocket motor exhaust plume[J].Journal of Astronautics,2008,29(2):615-620.(in Chinese)
    [8] 张光喜,周为民,张钢锤,等.固体火箭发动机尾焰流场特性研究[J].固体火箭技术,2008,31(1):19-23. ZHANG Guangxi,ZHOU Weimin,ZHANG Gangchui,et al.Study on characteristics of flow field in exhaust plume for SRM[J].Journal of Solid Rocket Technology,2008,31(1):19-23.(in Chinese)
    [9] 吴辉霞,刘玉英,薛然然.湍流射流火焰热辐射影响的数值研究[J].工程热物理学报,2010,31(11):1961-1964. WU Huixia,LIU Yuying,XUE Ranran.Numerical investigation of thermal radiation effects of turbulent jet flame[J].Journal of Engineering Thermophysics,2010,31(11):1961-1964.(in Chinese)
    [10] Wang W,Wei Z,Zhang Q,et al.Study on infrared signature of solid rocket motor afterburning exhaust plume[J].AIAA-2010-6847,2010.
    [11] Coakley T.Turbulence modeling methods for the compressible Navier-Stokes equations[R].AIAA 83-1693,1983.
    [12] Denison M R,Lamb J J,Bjorndahl W D,et al.Solid rocket exhaust in the stratosphere-plume diffusion and chemical reactions[J].Journal of Spacecraft and Rockets,1994,31(3):435-442.
    [13] 傅德彬.数值仿真及其在航天发射技术中的应用[M].北京:国防工业出版社,2011.
    [14] 赵承庆,姜毅.气体射流动力学[M].北京:北京理工大学出版社,1998.
    [15] Kim K H,Chang K S.Axisymmetric impingement of a hot jet on a flat plate:equilibrium flow analysis of high-temperature air[J].Shock Waves,1994,4(3):155-162.
    [16] Sukanek P C.Matched pressure properties of low altitude plumes[J].AIAA Journal,1977,15(12):1818-1821.
    [17] Wilmoth R G,Dash S M,Pergament H S.A numerical study of jet entrainment effects on the subsonic flow over nozzle afterbodies[J].AIAA 79-135,1979.
    [18] Woodroffe J A.One-dimension model for low-altitude rocket exhaust plumes[J].AIAA 75-244,1975.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-01-20
  • 刊出日期:  2015-07-28

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