[發明專利]一種基于數值模擬液體火箭發動機內壁煤油的清除方法

在審

• 申請號: 202211247934.6
• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號: CN115510587A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 吳峰;景文錚;張莉娟;郭佳儀;田靚;狄貝貝;向民;高炎;高強
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/15;G06F30/23;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

1.一種基于數值模擬液體火箭發動機內壁煤油的清除方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，建立待清除發動機內壁腔體的三維模型，并進行煤油清除過程的數值模擬，獲得不同工況下發動機腔體內壁煤油蒸汽濃度的模擬值；

制備待清除發動機內壁腔體的試驗件，并在與數值模擬相同的工況下進行煤油清除試驗，獲得不同工況下發動機腔體內壁煤油蒸汽濃度的實驗值；

S2，設定標準誤差，并計算相同工況下發動機腔體內壁煤油蒸汽濃度模擬值與發動機腔體內壁煤油蒸汽濃度實驗值之間的實驗誤差，之后比較實驗誤差與標準誤差來獲取模擬結果；

當實驗誤差小于標準誤差時，此時發動機腔體內壁煤油蒸汽濃度模擬值是可靠的，發動機腔體內壁煤油蒸汽濃度模擬值對應的清除過程的參數設置是有效的，發動機采用數值模擬時的煤油清除參數進行清除；當實驗誤差大于標準誤差時，對數值模擬時的煤油清除參數進行重新設置，直至實驗誤差小于標準誤差。

2.根據權利要求1所述的基于數值模擬液體火箭發動機內壁煤油的清除方法，其特征在于，在S1中，待清除發動機的數值模擬過程為：

S11，采用Solidworks建立待清除發動機的三維模型，建模時腔體左端及右端設置有氣體進口及氣體出口，腔體中間設置有抽吸口；

S12，利用網格劃分軟件ICEM劃分三維模型的計算網格，計算網格為非結構網格；

S13，設置進出口和壁面邊界條件、清除過程的操作參數以及待清除煤油的材料參數，采用有體積法對劃分計算網格后的三維模型進行數值模擬，獲得發動機的三維模型腔體內壁煤油蒸汽濃度的模擬值。

3.根據權利要求2所述的基于數值模擬液體火箭發動機內壁煤油的清除方法，其特征在于，在S12中，劃分計算網格時，首先分離處各個流體域，再對各個流體域生成體網格。

4.根據權利要求2所述的基于數值模擬液體火箭發動機內壁煤油的清除方法，其特征在于，在S13中，清除過程中的參數為：吹除過程時的壓力為1MPa，抽吸過程時的壓力為2KPa；抽吸和吹除過程10分鐘/循環、20分鐘/循環和30分鐘/循環，處理時間120min；操作壓力為標準大氣壓。

5.根據權利要求4所述的基于數值模擬液體火箭發動機內壁煤油的清除方法，其特征在于，吹除過程時進氣口設置為壓力進口，氣體出口壓力為壓力出口；抽吸過程時抽吸口設置為壓力出口。

6.根據權利要求5所述的基于數值模擬液體火箭發動機內壁煤油的清除方法，其特征在于，在S13中，邊界條件為對流傳熱邊界條件模型。

7.根據權利要求5所述的基于數值模擬液體火箭發動機內壁煤油的清除方法，其特征在于，吹除過程與抽吸過程均采用Eulerian雙流體模型進行計算。

8.根據權利要求2所述的基于數值模擬液體火箭發動機內壁煤油的清除方法，其特征在于，在S2中，實驗誤差的計算公式為：

9.根據權利要求8所述的基于數值模擬液體火箭發動機內壁煤油的清除方法，其特征在于，在S2中，標準誤差為20％。

10.根據權利要求1所述的基于數值模擬液體火箭發動機內壁煤油的清除方法，其特征在于，在S1中，待清除發動機的的三維模型與待清除發動機的試驗件的尺寸比例為1：1。