Моделирование внутрикамерных процессов при срабатывании бессоплового ракетного двигателя твёрдого топлива

• Автор: Егоров, Дмитрий Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 182 с. : ил.

Перечень основных обозначений, сокращений и символов
Глава 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1Л. Возможности численного математического моделирования
при решении прикладных задач
1.2. Метод Давыдова: формальное описание и основные свойства
1.3. Проблематика рассматриваемой задачи
Глава 2. ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
ВНУТРИКАМЕРНЫХ ПРОЦЕССОВ БЕССОПЛОВОГО РДТТ
2.1. Срабатывание воспламенительного устройства
2.1.1. Физическая модель
2.1.2. Математическая модель
2.1.3. Метод решения
2.2. Прогрев, воспламенение и горение заряда твёрдого топлива
2.2.1. Физическая модель
2.2.2. Математическая модель
2.2.3. Метод численного интегрирования
2.3. Газовая динамика в камере сгорания
2.3.1. Физическая модель
2.3.2. Математическая модель
2.3.3. Метод Давыдова для моделирования многофазного газодинамического течения с подвижными и активными границами расчётной области
2.4. Движение заглушки камеры сгорания
2.4.1. Физическая модель
2.4.2. Математическая модель
2.4.3. Метод численного интегрирования

Глава 3. КОМПЛЕКС ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ ШАНДЮ
ЗЛ. Программный модуль А8ТЕК_ТІЛШО_К8
3.2. Программный модуль АШЕЬКБ
3.3. Программный модуль иЛАИД^Я
3.4. Программный модуль ОКАРН_Л8
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
4.1. Компоновочная схема бессоплового РДТТ по варианту
4.2. Компоновочная схема бессоплового РДТТ по варианту
4.3. Компоновочная схема бессоплового РДТТ по варианту
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Перечень основных обозначений, сокращений и символов
Обозначения:
а - коволюм газа, константа в преобразованиях, элемент матрицы аппроксимационной вязкости; alfa - сеточный параметр; beta - сеточный параметр;
с - удельная теплоёмкость, коэффициент сопротивления; с* - скорость света; d - диаметр;
Е — энергия активации, полная удельная энергия;
G - расходно-приходный комплекс;
К - постоянная Планка;
J— удельная внутренняя энергия, теплотворная способность топлива;
Kv - коэффициент поглощения; к — показатель адиабаты; к* - постоянная Больцмана; т - масса;
N— проекция нормали к поверхности; п - нормаль к поверхности; п - число частиц в единице объёма;
Nu - число Нуссельта; р - давление;
Р - сила тяги;
Рг - число Прандтля;
Q — тепловой эффект реакции, тепловыделение; q - плотность теплового потока, функция теплового межфазного взаимодействия ;
R — газовая постоянная, радиус (характерный размер);
Re - число Рейнольдса; г - координата вдоль оси OR;
5 - площадь;
Т— температура; t - время;
V- объём;
V - скорость вдоль оси OR, скорость горения твёрдого топлива;
W - вектор скорости;
W— модуль вектора скорости; w - скорость вдоль оси 0Z; у - координата вдоль оси 0Y;
Z- предэкспонент; z - координата вдоль оси 0Z;
а - коэффициент теплоотдачи, доля объёма, занимаемая /'-ой фазой смеси;

где скорости горения заряда ВУ V. и скорость горения заряда ТТ у.
определяются по методикам, представленным в разделах 2.1 и 2.2 данной работы.
Модуль вектора скорости прихода продуктов сгорания (газ + твёрдые частицы или жидкие капли) от заряда ВУ и с поверхности горения заряда ТТ в камеру сгорания ракетного двигателя определяется по зависимости:
№ = V* • р"с • —; У = м?,в. (2.3.7)
Р»у
Внутренняя удельная энергия продуктов сгорания (газ + твёрдые частицы или жидкие капли) заряда ВУ и заряда ТТ, поступающих в камеру сгорания бессоплового РДТТ определяется по зависимостям:
•7;
7 к -1’ (2.3.8)

4 = С1 ‘ Тч ’ 7=^вПроекции функции силового межфазного взаимодействия (между газом и твёрдыми частицами или жидкими каплями) на координатные оси, с учётом только сил поверхностного трения, определяются по зависимостям:
<=^•7г•4.pr•S•|W1-W,|•(v]-vy)•i;
т' = и, • я ■ 4 • рГ ■ • |У, - У;| • (гг, - ^)• 1; (2.3.9)
/ = 12,13; у = 2,3.
Коэффициент сопротивления при обтекании газом твёрдых частиц или жидких капель в (2.3.9), например с., вычисляется по зависимостям:
с =^ + 4^ Яе < 700; г Яе Яе0’33
с2 = 4,3 ■ (1ё Яе)-2, Яе > 700;

Выражения для сг и сг аналогичны по форме записи.