基于双向流固耦合方法的火箭发动机输流管路振动研究

火箭发动机的液氧煤油输送管路经常发生异常振动，严重威胁火箭发动机安全，处理不当将使火箭发射失败，造成巨大经济损失，因此必须对输送管路振动进行研究。本文建立了包含波纹管、多段弯管及其他附属结构的高压输送管路三维模型，采用双向流固耦合方法，在外源压力脉动激励作用下，对管路进行了振动研究，并通过热试车试验验证了计算结果的有效性。分析结果表明，同一频率下，振动加速度的幅值分布与流场压力幅值分布有明显的相关性，表明流体压力脉动是引起管道异常振动的根本原因，且随着平均压力的升高，管道的振动加剧。可视化结果表明，管道振动剧烈位置主要集中在中间管道和波纹管处。波纹管、弯管和支撑处的应力应变值较大，是容易发生结构失效的危险位置，应重点关注。