[發(fā)明專利]一種固體燃料沖壓發(fā)動機燃燒流場數(shù)值仿真方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910005280.8
• 申請日: 2019-01-03
• 公開（公告）號: CN109657401B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發(fā)明（設計）人: 賴謀榮;劉杰;何勇攀;李海波;閆紅建;梁霄
• 申請（專利權）人: 北京動力機械研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10;G06F119/08
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 仇蕾安;楊志兵

1.一種固體燃料沖壓發(fā)動機燃燒流場數(shù)值仿真方法，其特征在于：在對固體燃料沖壓發(fā)動機燃燒流場進行數(shù)值仿真時，加入推進劑燃面的質量源項和能量源項；所述推進劑燃面的質量源項包括富燃燃氣各成分的質量源項和氧化物質量源項；

推進劑燃面的質量源項為：

富燃燃氣各成分的質量源項為：推進劑燃面的質量源項乘以富燃燃氣各成分的質量分數(shù)；氧化物質量源項為：推進劑燃面的質量源項乘以單位質量推進劑消耗的氧化物質量，氧化物質量源項為負；

推進劑燃面的能量源項為

其中：A、E_a分別指前因子和活化能；R為通用氣體常數(shù)，T_w為推進劑燃面的識別溫度；A_C為推進劑燃面的面積；ρ_f為推進劑密度，h_v為推進劑分解或氣化潛熱，為推進劑燃速，c_f為推進劑比熱，T₀為燃推進劑燃面的初始溫度。

2.如權利要求1所述的固體燃料沖壓發(fā)動機燃燒流場數(shù)值仿真方法，其特征在于：

步驟一：對推進劑進行燃燒熱力學計算，得到所形成的富燃燃氣的成分及各成分的質量分數(shù)、富燃燃氣的溫度；

步驟二：建立湍流模型，計算燃燒流場的湍流應力；

步驟三：建立推進劑燃面富燃燃氣各成分的質量源項、氧化物質量源項和推進劑燃面的能量源項能量源項；

步驟四：建立氣相燃燒模型，計算燃燒流場的氣相化學反應速率；

步驟五：將步驟一至步驟四中計算得到的各參數(shù)以及所建立的推進劑燃面的質量源項和能量源項作為初始參數(shù)代入氣相控制方程組，如果氣相控制方程組收斂，則仿真結束；如果氣相控制方程組不收斂，對所有初始參數(shù)加松弛因子后返回步驟一重新進行上述計算，直至氣相控制方程組收斂。

3.如權利要求1所述的固體燃料沖壓發(fā)動機燃燒流場數(shù)值仿真方法，其特征在于，所述步驟一中通過最小吉布斯自由能法進行熱力學計算。

4.如權利要求1所述的固體燃料沖壓發(fā)動機燃燒流場數(shù)值仿真方法，其特征在于，所述步驟二中采用采用Realizable^k-ε模型計算燃燒流場的湍流應力。

5.如權利要求1所述的固體燃料沖壓發(fā)動機燃燒流場數(shù)值仿真方法，其特征在于，所述步驟四中采用渦團耗散模型計算燃燒流場的氣相化學反應速率。