基于等值面(Level Set)函数方法的复杂装药燃面算法研究

通过使用等值面（Level Set）函数界面追踪方法，将固体火箭发动机燃面看作不同物质界面，建立了新的燃面算法，通过追踪固体装药燃烧界面计算出燃面变化规律。采用高精度Weighted—ENO和TVD Runge—Kutta进行数值求解，该方法可以计算复杂几何构形的发动机装药、含缺陷装药和变燃速装药的构型变化和燃烧面积，具有良好的通用性和准确性。新的燃面算法具有了界面追踪的能力，为固体火箭发动机内弹道计算以及装药燃烧与发动机内流场数值模拟耦合计算提供了良好的接口条件。     

浅谈某型号固体火箭发动机的失效分析

本文从某型号固体火箭发动机的特点和结构入手,对固体火箭发动机瞎火和提前工作两类典型失效事件进行分析,确定造成失效事件的主要原因,确定保证该型号固体火箭发动机的可靠性,降低其失效事件发生概率的有效措施是改进点火装置点火系统及延时系统,改善主装药本身的强度和稳定性.     

点火器出口参数对装药表面压力振荡的影响

合理的设计点火器的出口参数对固体火箭发动机成功点火具有很重要的意义．采用数值模拟的方法对某发动机模型点火初期的受限流进行了计算,对流场结构进行了分析,并比较了不同点火器出口半径与主发动机通道半径之比及点火器出口压强对装药表面冲击的影响．计算结果表明:装药表面压强峰值随点火器出口半径和出口压力的增大而增大,而出口半径的影响更大一些;在装药表面,最大压强值随点火器出口半径呈近似线性变化趋势．这对合理的设计点火发动机有一定的指导意义．     

炮射火箭增程发动机装药试验研究与选优

为研究适用于炮弹的火箭发动机装药,针对双基药剂和复合药剂,进行静止推力试验、高低温温度冲击试验、温度冲击后的高低温射击试验以及小射角高低温射击回收试验。采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件模拟火炮发射膛内最大压力时的火箭装药所受最大应力情况。通过对双基药剂发动机装药故障分析和试验结果分析,证明复合装药更适合高过载的炮弹发射环境。可为火箭增程炮弹发动机装药的选择提供参考。     

固体火箭发动机推力测试曲线的处理算法优化

当前固体火箭发动机推力测试中人工处理数据误差大,效率低等缺陷.在采用GJB770-2005发动机静止实验法的基础上,组建基于内插式A/D采集卡的PCI总线测试系统,通过分析固体火箭发动机测试的工作时间、采样速率以及精度要求等,提出了一种固体火箭发动机推力曲线自动处理算法.通过仿真实验表明,设计的固体火箭发动机推力测试系统数据处理算法正确可行,解决了推力数据处理中手工作图法效率低、随机性大等缺点,和手工数据处理方法进行对比,其推力各参数测试精度在1.5％以内,且测试稳定性好,实现了固体火箭发动机出厂检验的自动化测试.     

利用位移法进行轴向冲击响应有限元分析

为模拟固体火箭发动机的轴向冲击响应，给固体火箭发动机的设计提供一定依据,在模态分析的基础上，利用基于位移法的有限元方法对轴向冲击响应进行分析.计算得到位移、应力及应变等的结果与试验结果基本吻合.由此得到结论：基于位移法的有限元方法适用于进行固体火箭发动机的轴向冲击响应分析计算，能够为固体火箭发动机的设计提供参考依据.     

长通道固体火箭发动机点火瞬态数值分析

以N-S方程、k-ε湍流模型为基础,采用计算流体软件Fluent的源相法和UDF(用户自定义函数)技术对长通道内外燃管型装药固体火箭发动机瞬时点火过程进行了轴对称数值分析,并对点火控制方案进行了优化.计算结果表明,所模拟点火压强时间曲线与试车曲线吻合较好,优化方案可明显降低点火延迟.使用优化方案作为下一步点火设计改进的...     

面向航程能力的固体火箭发动机方案设计优化

为解决飞行器航程最优为目标的固体火箭发动机方案设计优化问题,在固定规模约束下建立了复杂三维发动机装药、壳体和喷管的几何参数化模型及推力、质量的性能模型,同时,根据助推滑翔飞行器飞行环境严酷、性能要求高等特点,建立了多约束飞行器航程能力评估模型,然后采用改进自适应Legendre-Gauss-Radau伪谱法评估当前发动机方案对应的飞行器最大航程,构建了含约束的混合整数参数优化问题。针对高耗时混合整数参数优化问题,引入Kriging代理模型,对实数型序列近似优化算法进行了调整,加入了整数约束。针对传统全局加点准则收敛速度慢的问题,提出了局部增强策略,并进行了数值验证。仿真结果表明:采用改进自适应伪谱法得到的飞行轨迹满足全部约束要求,相对于初始固体火箭发动机方案,优化后的发动机方案对应的最大航程提升了12.89%,改进算法的优化结果与遗传算法一致,但耗时函数的调用次数仅为后者的2%,且相比于传统序列近似优化算法,该算法具有一定的全局搜索能力,有效改善了收敛速度。     

高空模拟试车台扩压器数值分析

对固体火箭发动机主动引射高空模拟试车系统中的扩压器部分进行研究.采用数值方法对扩压器流场进行模拟求解,比较含与不含粒子对扩压器流场的影响.数值计算结果与试验结果符合性较好,表明用数值模拟方法是扩压器流场的计算的一种有效研究手段.     

翼柱型与环向开槽型燃烧室声学特性对比

为了解决大长径比固体火箭发动机研制中出现的声不稳定问题,本文对典型翼柱装药和环向开槽装药发动机燃烧室进行了声模态和声学响应分析。通过时-频联合分析的方法,得出了2种结构燃烧室随燃面退移的声频变化规律和关键位置的声学响应特性变化规律。研究表明:翼柱型和环向开槽型发动机的前2阶声频随工作时间先减小再增大;燃烧室内的特征结构对声频有明显影响;在发动机头部,环向开槽型发动机的1阶声振幅是翼柱型发动机的34.5%。在声基频下,环向开槽型发动机声学稳定性较翼柱型发动机更高。     

固体火箭发动机地面试验测量系统可靠性评估

针对固体火箭发动机地面试验测量系统的可靠性评估问题,介绍修正极大似然和序贯压缩相结合的方法（CMSR）,将CMSR方法实际应用到固体火箭发动机地面试验测量系统的可靠性分析中,并依据试验数据计算出系统的可靠性置信下限。     

计算机数值模拟与仿真在液体火箭发动机喷雾燃烧设计中的应用

讨论了计算机数值模拟与仿真技术在液体火箭发动机喷雾燃烧设计中的应用并提出了进一步发展的意见。     

Uncertainty analysis and probabilistic design optimization of hybrid rocket motors for manned lunar landing

To obtain a conceptual design for a hybrid rocket motor(HRM)to be used as the Ascent Propulsion System in the Apollo lunar module,the deterministic design optimization(DDO)method is applied to the HRM design.Based on the results of an uncertainty analysis of HRMs,an uncertainty-based design optimization(UDO)method is also adopted to improve the design reliability.The HRM design process,which is a multidisciplinary system,is analyzed,and a mathematical model for the system design is established to compute the motor performance from the input parameters,including the input variables and model parameters.The input parameter uncertainties are quantified,and a sensitivity analysis of the model parameter uncertainties is conducted to identify the most important model parameter uncertainties for HRMs.The DDO and probabilistic UDO methods are applied to conceptual designs for an HRM to be used as a substitute for the liquid rocket motor(LRM)of the Ascent Propulsion System.The conceptual design results show that HRMs have several advantages as an alternative to the LRM of the Ascent Propulsion System,including nontoxic propellant combination,small motor volume,and comparable functions,such as restarting and throating.Comparisons of the DDO and UDO results indicate that the UDO method achieves more robust and reliable optimal designs than the DDO method.The probabilistic UDO method can be used to develop better conceptual designs for HRMs.     

老化对丁羟推进剂燃速性能影响的试验研究

试验研究了贮存老化对HTPB复合固体推进剂燃速性能影响。分别采用自然老化和加速老化的试验方法,对HTPB推进剂在贮存过程中燃速的变化规律进行了对照分析。自然老化采用库房中贮存的方坯,加速老化采用热加速老化方法,燃速测定为水下声发射方法。试验结果表明,HTPB推进剂在贮存过程中燃速有随时间下降趋势,但变化不明显。自然老化与加速老化结论比较一致,具有可比性,这初步表明加速老化试验可以用于推算HTPB推进剂的燃速老化性能,所获得结论可以为固体火箭发动机进一步寿命评估作参考。分析了老化过程引起燃速性能变化的2种机理:化学老化引起的推进剂组分分解和物理老化引起的裂纹和空洞。前者使燃速产生减小的趋势,后者使燃速有增加的趋势,但总体而言,化学老化是主要的,老化的长期效应是燃速略有减小。     

复合实心转子异步电动机的起动特性仿真

运用状态变量法和坐标变换理论建立了实心转子异步电动机的稳态和动态特性仿真模型，并考虑了随转速而变化的实心转子参数对动态特性的影响。用定步长四阶龙格－库塔法对几台具有不同转子外层材料的复合实心转子异步电机的起动性能进行了数字仿真计算，并进行了测试，试验结果与仿真结果基本相符。     

空间拦截器动力系统小推力高压燃烧室特性研究

介绍了空间拦截器服务系统性能参数预测数学模型，以及数学模型的求解方法。利用此数学模型对高室压和低室压情况下空间拦截器动力系统特性和小推力液体火箭燃烧室的性能进行了计算，简要分析评价了小推力高压燃烧室性能优缺点。     

运输类飞机/发动机干扰流场纵、横向一体化数值分析

发展了一种计及粘性效应的运输类飞机／发动机气动干扰纵，横向影响的一体化数值分析方法，采用多块网络技术及求解椭圆型偏微分方程方法生成贴体，与边界正交的多块对接网格，对全机／发动机复杂外形的纵，横向绕流流场进行分布区求解，利用Euler方程和可压缩湍流边界层积分方程，研究翼面有粘与无粘强干扰流动，计算结果表明，无论对带翼吊还是尾吊发动机的全机构型，均获得了与实验值吻合良好的结果。     

Research on the Initial Ignition of the Underwater Launching Solid Rocket Motor

The aim of this investigation is to research the initial ignition of the underwater-launching solid rocket motor. The MIXTURE multiple-phase model was set to simulate the initial ignition. The water vaporization was researched and the energy transfer was added to the energy equations. The flow field and the vaporization were calculated coupled. The initial ignition process of the underwater solid rocket motor is obtained and the vaporization influence to the underwater launching is analyzed. The "neck", "inverted jet" and "eruption" phenomenon of the bubble are observed. The bubble increases more rapidly because the steam mass added to the fuel. The temperature is lower considering the vaporization because the steam enthalpy is lower than the fuel enthalpy and the flow field of the initial ignition of the underwater-launching solid rocket motor is accordant well to the reference.