[發(fā)明專利]一種固體推進(jìn)劑廢料切割處理的數(shù)值仿真方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010944304.9
• 申請(qǐng)日: 2020-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN112069745B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳福振;嚴(yán)紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/28
• 分類號(hào): G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14;G06F111/10
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 王月松

1.一種固體推進(jìn)劑廢料切割處理的數(shù)值仿真方法，其特征在于，包括：

建立射流噴嘴幾何模型和固體推進(jìn)劑幾何模型；

建立前混合磨料水射流的液體-固體顆粒兩相流物理模型；

建立固體推進(jìn)劑的動(dòng)力學(xué)控制方程；

選取磨料、水、固體推進(jìn)劑三種材料參數(shù)；

采用SPH方法對(duì)所述前混合磨料水射流的液體-固體顆粒兩相流物理模型進(jìn)行離散；

采用SPH方法對(duì)所述固體推進(jìn)劑的動(dòng)力學(xué)控制方程進(jìn)行離散；

建立時(shí)間積分格式；

根據(jù)所述射流噴嘴幾何模型、固體推進(jìn)劑幾何模型、離散后的兩相流物理模型、離散后的固體推進(jìn)劑的動(dòng)力學(xué)控制方程采用時(shí)間積分格式進(jìn)行數(shù)值仿真計(jì)算，得到不同時(shí)刻的場(chǎng)變量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體推進(jìn)劑廢料切割處理的數(shù)值仿真方法，其特征在于，所述建立前混合磨料水射流的液體-固體顆粒兩相流物理模型，具體包括：

建立前混合磨料水射流的液體相控制方程組：

其中，下標(biāo)l表示的是液體相的標(biāo)志，與下面的固體顆粒相區(qū)分開；α_l、ρ_l和v_l分別為液體的體積分?jǐn)?shù)、密度和速度，表示偏導(dǎo)數(shù)，是指對(duì)時(shí)間的偏導(dǎo)數(shù)，P_l表示的是液體相的正壓力，表示的是梯度，則表示的是散度，g為重力加速度，R_lp為液體相和固體顆粒相之間的相互作用力，液體的粘性作用對(duì)于顆粒的作用不可以忽略，τ_l為液體相的剪切應(yīng)力張量，h_l為液體的能量焓值，q_l為液體相內(nèi)部的熱傳導(dǎo)量，ε為液體相和固體顆粒相之間的熱傳導(dǎo)系數(shù)，T_p和T_l分別為固體顆粒相和液體相的溫度；

建立前混合磨料水射流的固體顆粒相控制方程組：

其中，下標(biāo)p表示的是固體顆粒相的標(biāo)志，α_p,ρ_p和v_p分別為顆粒相體積分?jǐn)?shù)、密度和速度，為液體連續(xù)相壓力梯度，為固體顆粒相壓力梯度，α_pρ_pg為顆粒所受外部體積力，R_pl為相間相互作用力，h_p為固體顆粒相的能量焓值及q_p為固體顆粒相內(nèi)部的熱傳導(dǎo)量，τ_p為顆粒相粘性應(yīng)力張量，φ_lp為連續(xù)相與顆粒相間的能量交換，(-P_pI+τ_p):為由顆粒相應(yīng)力產(chǎn)生的能量，I為單位張量，θ_p為擬溫度值，為能量耗散項(xiàng)，k_p為能量耗散系數(shù)，N_cθ_p為顆粒間碰撞產(chǎn)生的能量耗散項(xiàng)，N_c為顆粒間碰撞產(chǎn)生的能量耗散系數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體推進(jìn)劑廢料切割處理的數(shù)值仿真方法，其特征在于，所述建立固體推進(jìn)劑的動(dòng)力學(xué)控制方程，具體包括：

建立固體推進(jìn)劑的動(dòng)力學(xué)控制方程：

其中，下標(biāo)s是固體的表征，ρ_s為固體推進(jìn)劑的密度，v_s^α為固體推進(jìn)劑的速度在α方向的分量，α取x、y以及z方向，x為位移，σ_s^αβ為固體推進(jìn)劑的全應(yīng)力分量，p_s為固體推進(jìn)劑所受到的正應(yīng)力，δ^αβ為狄拉克函數(shù)，當(dāng)α＝β時(shí)δ^αβ＝1，當(dāng)α≠β時(shí)，δ^αβ＝0，為固體推進(jìn)劑所受到的剪應(yīng)力，f_s^α為固體推進(jìn)劑所受到的其他外部作用力，e_s為固體推進(jìn)劑內(nèi)能，x^α為固體推進(jìn)劑在α方向的位移，x^β為固體推進(jìn)劑在β方向的位移，ρ為材料密度。