液体火箭发动机数值模拟的计算模型建立方法

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液体火箭发动机起动过程的动态仿真计算

液体火箭发动机起动过程的动态仿真计算
液体火箭发动机起动过程的动态仿真计算可以包括以下几个方面的内容：
1. 燃料供给系统：通过模拟燃料供给系统中的燃料泵、阀门等组件的工作过程，计算燃料的流量和压力变化。

模拟燃料的进口流量和压力随时间的变化，并结合燃油喷嘴的特性，计算燃料在发动机燃烧室中的分布情况。

2. 燃烧室：考虑燃烧室中的压力、温度、速度等参数的变化情况，模拟燃烧室中燃料和氧化剂的混合、燃烧过程。

根据燃烧室中的工作状态，计算燃料的燃烧效率等相关指标。

3. 推力系统：通过综合考虑燃料的燃烧产生的高温高压气体以及喷嘴的设计特性，计算发动机产生的推力大小和推力方向的变化。

同时，根据推力的作用方向和大小，计算火箭的加速度和速度变化。

以上是液体火箭发动机起动过程的动态仿真计算的基本内容，根据实际需求和模型复杂度的不同，还可以包括更多的细节。

实际的仿真计算往往需要借助专业的仿真软件，例如MATLAB、Simulink等，通过建立相应的数学模型，进行计算和模拟。

同时，还需要根据实际的发动机参数和工作条件，对仿真模型进行验证和调整，以保证计算结果的准确性和可靠性。

液态火箭发动机燃烧特性的数值模拟及实验验证

液态火箭发动机燃烧特性的数值模拟及实验验证液态火箭发动机是当今最常用的火箭发动机之一，它通过将液态燃料与液态氧化剂混合燃烧，产生高温高压气体推动火箭。

由于其构造简单、推力大、比冲高等优势，液态火箭发动机在航天、导弹等领域得到广泛应用。

然而，液态火箭发动机内部燃烧过程的复杂性使得其设计和优化变得困难。

数值模拟和实验验证是研究液态火箭发动机燃烧特性的主要手段。

一、数值模拟数值模拟是研究液态火箭发动机燃烧特性的重要方法之一，它通过建立数学模型模拟燃烧过程，得到燃烧过程的详细信息。

数值模拟可以帮助精确地描述燃烧室内的温度、压力、速度、物质分布等参数，并预测燃烧室内的流场状况、燃烧反应过程、喷嘴出口速度等重要性能指标。

模拟液态火箭发动机的燃烧过程是一项非常复杂的任务，需要细致地考虑燃烧室内的化学反应、火焰传播、热传输等多个物理过程。

计算流体力学（CFD）是数值模拟的重要工具之一，它基于质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本方程，模拟流体在连续介质中的运动和相互作用。

在液态火箭发动机的数值模拟中，CFD可以用来描述燃烧室内的流动和燃烧过程。

为了模拟液态火箭发动机的燃烧过程，需要使用高性能计算机和有效的数值模拟软件。

其中，常用的数值模拟软件包括OpenFOAM、ANSYS Fluent、STAR-CCM+等。

这些软件具有强大的求解能力和广泛的应用性，在航天、机械等领域得到了广泛应用。

二、实验验证与数值模拟相比，实验验证是验证数值模拟结果的必要手段。

通过实验可以得到液态火箭发动机内部燃烧过程中的温度、压力、速度等参数，以及火焰传播、燃烧效率等重要性能指标。

实验可以验证数值模拟的准确性和可靠性，并提供燃烧反应机理和实际燃烧室的参数数据。

为了开展液态火箭发动机的实验验证，需要建立实验平台。

实验平台包括试验室、测试仪器和测试装置。

试验室应满足安全、稳定、控制能力强的要求，测试仪器应具有高灵敏度、高分辨率、高精度等特点，测试装置要能够模拟实际燃烧环境。

液体火箭发动机喷雾液滴内部流动及传热数值模拟

ｏｔｒｈｏｎｈｅｏｔｇｏｎｌｏｕａｂｎｄａｙ—ｉｔｔｕｃｕｅｃｌｇｅｒｔｄｂｙｌｂａｃｍｅｈｏｒｆｔｅｄｓｒｔｒｅｌｎｅａｅａｇｅｒｉｔｄ．Ｔｈｓｍｕｌｔｏｎｒｕｌｈｅｉａｉｅｓｔｓｏｗｓｔｔｔｅｓｅｄｙｈａｔａｈ
Ａｂｔａｃ：Ｉｔｒｌｒｃｒｕｌｔｏｓｆｍｅｎｔｉｕｉｒｃｔｓｒｏｐｌｔｂｅａｅｏｆｔｅｓｒａｅｔｎｇｔｓｒｓ，ｗｈｉｈｓｒｔｎｅｎａｅｉｃａｉｎｉｏｒｄｉｈｅｌｑｄｏｋｅｐａｙｄｒｅｃｕｓｈｕｆｃａｅｎｔｅｓｃｗｏｕｄｎｆｕｎｃｔｉｅｒａｈｅｔｒｎｆｒｆｄｒｌｔｒａｌ，ａｄｈｈｅｐａｅｖｐｏａｉｄｏｍｂｕｔｏｎｐｒｅｒｌｉｌｅｅｈｅｎｔｎｌａｔａｓｅｏｏｐｅｇｅｔｙｎｔｅｎｔｓｒｙａｒｔｏｎａｎｃｓｉｏｃｄｕｅ．Ａ
ｓｏｈｎｒｓｕｅｃｒｅｔｏｏ－ｔｇｅｅＳＭＰＥｌｏｉｍｓｉｔｏｕｅｉｔｔｅｃｒｉｉｅｒｃｏｄｎｔｓｌｎｔｍｏｔｉｇｐｅｓｒｏｒｃｉｎｎｎｓａｇｒｄＩＬａｇｒｔｈｉｎｒｄｃｄｎｏｈｕｖｌａｏｒｉａｅａｏｇｗｉｎｈ
２１年第２期０１总第３２１期
文章编号：１０．１２２１）２０３．５０４７８（０１ｏ．０８０

运载火箭发射过程中液体推进剂动态建模方法

运载火箭发射过程中液体推进剂动态建模方法火箭是一种能够将载荷送入空间的飞行器，它的发射过程中离不开推进剂的使用。

液体推进剂是一种常见的推进剂类型，其在发射过程中的动态特性对火箭的飞行轨迹和性能有着重要影响。

因此，准确地建模液体推进剂的动态特性对于火箭设计和控制具有重要意义。

液体推进剂主要由燃料和氧化剂组成，它们在火箭发动机的燃烧过程中发生化学反应，产生高温和高压的气体从喷嘴喷出，产生推力。

为了准确地建模液体推进剂的动态特性，需要考虑燃料和氧化剂之间的化学反应以及在燃烧过程中产生的温度和压力变化。

在液体推进剂的动态建模过程中，可以采用几种常见的方法。

一种常用的方法是基于物理原理的建模。

通过分析液体推进剂中的物质输入、输出和能量转化过程，建立微分方程模型描述液体推进剂的动态特性。

这种方法可以更准确地考虑液体推进剂在燃烧过程中的变化，但需要具备一定的物理和数学建模能力。

另一种常用的方法是基于试验数据的建模。

通过实际的发射试验，采集液体推进剂的温度、压力和流量等参数数据，并根据这些数据进行建模分析。

这种方法相对简单，但需要大量的试验数据来支持建模过程，并且对试验环境和条件有一定的要求。

除了物理原理和试验数据，还可以利用计算方法进行动态建模。

通过计算流体力学（CFD）方法，可以模拟液体推进剂在发动机内的流动过程，从而推导出液体推进剂的动态特性。

这种方法需要进行大量的数值计算，对计算机性能要求较高，但可以较为准确地描述液体推进剂的动态行为。

在建模过程中，还需要考虑到液体推进剂引起的燃烧不稳定性和不均匀性。

液体推进剂在燃烧过程中可能出现剧烈的振荡和温度不均匀现象，这对火箭的稳定性和安全性都有一定的影响。

因此，在建模过程中需要考虑这些不稳定因素，并适当引入补偿控制策略，以保证火箭的安全飞行。

总结起来，准确建模液体推进剂的动态特性对于火箭设计和控制非常重要。

通过物理原理、试验数据和计算方法相结合的方式，可以较为准确地描述液体推进剂在发射过程中的行为。

液体火箭发动机一种通用模块化仿真方法

万方数据
第２６卷第２期
液体火箭发动机一种通用模块化仿真方法
１４９
插值数组，在确定了模块的输入输出以及初始化参数后，通过调用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模块库中的相应计算模块模拟式（２）～式（６）所表示的功能，即可得如图２所示燃烧室的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真模块。再将该模型封装为子系统，并编辑封装参数即可得到燃烧室的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真模块。其它模块的建立方法及过程与该模块相同。
上。文献［３，４］基于Ｃ＋＋语言开发的发动机动态特性仿真软件，在开发与构模时比较复杂。
为了研究一种较为通用的发动机工作过程仿真软件，本文分析了发动机各组件的数学模型及其仿真方法，基于Ｓｉｍｕｌｉｎｋ建立发动机各主要组件的仿真模块，开发了具有通用性的液体火箭发动机工作过程仿真模块库ＬＲＥＳｉｍ。通过对某发动机起动过程的仿真计算，结果表明建模过程简单明了，可操作性强。
（Ｉｎｓｔ．ｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅａｎｄＭａｔｅｒｉａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖ．ｏｆＤｅｆｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｍｏｄｕｌｅｍｏｄｅｌｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｐａｒｔｓｉｎａｌｉｑｕｉｄｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｒｏｃｋｅｔｅｎ—
Ｆｉｇ．２Ｓｉｍｕｌｉｎｋｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒ
Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｉｍｅ
Ｓｏｌｖｅｒｏｐｔｉｏｎｓ
２．５Ｓ
Ｖａｒｉａｂｌｅ—ｓｔｅｐｏｄｅ４５
Ｔａｂｌｅ１Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｌｖｅｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓｓｅｔｕｐ

液体火箭发动机关机水击的数值模拟

文章编号:100621630(2008)0320053205液体火箭发动机关机水击的数值模拟林景松1,王平阳1,高　红1,杨　勇2,张中光2(1.上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240;2.上海空间推进研究所,上海200233) 摘　要:基于特征线法对某液体火箭发动机小尺寸推进剂供应管路的关机水击进行了数值模拟。

研究了发动机关机后推进剂管路的压力瞬变特性,并验证了数值模拟的正确性,同时通过实例计算分析测压支管直径和长度改变时测压支管端部压力与阀门处压力的关系。

结果表明:测压支管的存在使实测点与管路内压力瞬变特性可能有较大差异,是造成测量数据不能正确反映管路内真实压力的原因。

关键词:液体火箭发动机;推进剂供应管路;特征线法;水击;压力测量中图分类号:V434 文献标识码:ANumer ical Simulat ion of Wa ter H a mmer in Shutting L iquid Rocket EngineL IN Jing 2song 1,WAN G Ping 2yang 1,G AO Hong 1,YAN G Y ong 2,ZHAN G Zhong 2guang 2(1.School of Mec hanical Engineering ,Sha nghai Jiaoto ng Univer sit y ,Shanghai 200240,China ;2.Sha nghai Institute of Space Propul sion ,Sha nghai 200233,China )Abstract :The numerical simulation was carried out based o n the met hod of characteristic to study the water hammer in small size f eeding pipes of propellant for some liquid rocket engine when t he e ngine was shut down in this pape r.The fl uid t ransient s of the pipe s af ter e ngine shut down were analyzed.The co rrectness of the simulation was approved by t he comparison of calc ulation data with e xperime nt data.The pre ssure tra nsients diffe rence between two loca tions that were on the e nd of t he pr essure measuring pipe and in f ro nt of the closing valve when the diameter a nd length of t he pre ssure mea suring pipe wer e cha nge d were discussed through numerical calculation.The r esults showed t hat the possible lar ge diffe rence of t he p ressure tra nsients between measuring point and inner pipe caused by measuring pipe woul d be t he main r ea son t hat t he measuring date could not present t he real pressur e in the pipe.Keyw or ds:Liquid rocket engine ;Propella nt line s ;Method of characteristic ;W a ter ha mme r ;Pressure mea sure 2ment 收稿日期6226;修回日期225 作者简介林景松(—),男,硕士生,主要研究方向为传热与流动的数值模拟。

液体火箭发动机起动过程的动态仿真计算

液体火箭发动机起动过程的动态仿真计算
液体火箭发动机起动过程的动态仿真计算涉及到许多因素，包括燃料供给系统、点火系统、燃烧室压力和温度的变化、喷嘴推力等关键参数的计算。

首先，需要确定液体燃料的流量和压力，液体燃料包括燃料和氧化剂。

根据燃料的供给系统设计，可以计算出燃料的流量和压力随时间的变化。

接下来，需要确定点火系统的工作原理和触发时机。

根据点火系统的设计和点火时刻，可以确定点火点的温度和压力变化。

随后，根据燃烧室的设计和燃料供给系统的流量和压力，可以计算出燃烧室内的压力和温度随时间的变化。

这需要考虑燃烧室内的热力学效应和燃料的燃烧速度。

最后，根据燃气的压力和温度，可以计算出喷嘴的推力。

喷嘴的推力取决于燃料的流量、压力和喷嘴的设计。

通过对以上过程的仿真计算，可以得到火箭发动机起动过程中关键参数随时间的变化情况，如燃料流量、压力和温度的变化，喷嘴推力的变化等。

这些数据可以用于分析火箭发动机的性能和优化设计。

需要注意的是，火箭发动机起动过程的动态仿真计算涉及到液体力学、热力学、燃烧学等多学科知识，因此需要综合利用相关的模型和数值计算方法进行计算。

同时，需要考虑计算过程
中的误差和不确定性，以及不同工况下的不同影响因素，以提高计算的准确性和可靠性。

液氧-烃液体火箭发动机燃烧模型及计算机模拟

液氧-烃液体火箭发动机燃烧模型及计算机模拟抽象：本文主要讨论了烃液体火箭发动机燃烧模型的研究和计算机模拟的应用。

关键词：燃烧模型，烃液体火箭发动机，计算机模拟正文：本文首先简要介绍了烃液体火箭发动机燃烧模型的相关研究，包括燃烧模型的建模、参数化、优化等内容。

然后，介绍了利用计算机模拟技术对烃液体火箭发动机燃烧过程进行数字模拟的方法。

最后，介绍了本文所涉及的实例，并对模拟过程中遇到的一些问题和挑战进行了论述。

本文还给出了对烃液体火箭发动机的燃烧模型的发展方向及相关改进措施的建议，以期促进其行业内的应用。

本文的研究所涉及的计算机模拟应用可以帮助了解烃液体火箭发动机燃烧模型的性能，并提供有价值的洞见和信息。

计算机模拟技术可以帮助分析和调整烃液体火箭发动机的燃烧模型，改善其性能和可靠性。

通过分析不同环境下燃烧模型的工作行为，也可以在设计阶段使用此技术来帮助保证发动机的安全性和可靠性。

以及，计算机模拟可以帮助设计者更好地理解发动机的物理过程，探索发动机的最优设计方案，提高发动机的效率和性能。

此外，计算机模拟还可以帮助开发新型发动机，优化既有发动机性能，从而推动火箭发动机技术的发展。

为了更好地有效地应用计算机模拟，可以通过建立更完善的火箭发动机模型来减少误差。

利用多种数据，如测量值、试验参数和物理参数等，可以将发动机系统建模成更详细的mathematical model，从而更精确地模拟火箭发动机的工作行为。

同时，可以使用更可靠的校正技术以更好地模拟火箭发动机所涉及的复杂热力学和流体动力学过程，并使用多种数值模拟方法，如有限体积法和有限元法等，来改进模拟的准确性和可靠性。

另外，开发新型发动机时，可以将非线性计算机模拟技术应用于新型发动机的研究中，以更好地理解发动机的机理，优化设计，提高发动机的可靠性和安全性。

另外，可以使用更先进的模拟工具，如计算流体动力学(CFD)和热流体动力学(TFD)等，来获得更准确的发动机性能数据，帮助开发者更好地诊断和调整发动机。

液体火箭发动机工作过程的数值模拟的书籍

液体火箭发动机工作过程的数值模拟的书籍引言：一、理论基础1. 流体力学模型液体火箭发动机的工作过程主要涉及流体力学领域的研究。

数值模拟方法需要建立适当的流体力学模型，包括流体的守恒方程、状态方程以及边界条件等。

通过对流体动力学和热力学过程的建模，可以准确地描述液体火箭发动机内部的复杂流动行为。

2. 数值计算方法在数值模拟中，常用的计算方法包括有限体积法、有限差分法和有限元法等。

这些方法可以将流体力学模型离散化，并通过迭代计算得到流场的数值解。

此外，还需要考虑到边界条件、网格划分以及数值算法等因素，以保证计算结果的准确性和稳定性。

二、应用领域1. 性能优化数值模拟可以帮助工程师们优化火箭发动机的性能。

通过调整燃烧室的结构和喷嘴的形状，可以改变燃烧产物的流动行为，从而提高发动机的推力和燃烧效率。

利用数值模拟可以预测不同参数下的工作性能，并进行比较分析，为工程设计提供科学依据。

2. 燃烧过程研究液体火箭发动机的燃烧过程是复杂的非平衡化学反应。

数值模拟可以模拟燃烧过程中的温度、压力、浓度等关键参数的变化情况，进而分析燃烧稳定性、燃烧速率以及燃烧产物的生成和排放。

通过数值模拟，可以深入了解燃烧过程中的物理和化学机理，为火箭发动机的燃烧控制和排放净化提供技术支持。

3. 结构强度分析液体火箭发动机在工作过程中会受到巨大的压力和温度载荷，因此结构强度的分析至关重要。

数值模拟可以对发动机的结构进行有限元分析，预测在工作过程中存在的应力和变形情况，为结构设计和优化提供参考。

此外，还可以考虑燃烧振动对发动机结构的影响，提高发动机的工作可靠性和寿命。

4. 运行状态监测数值模拟还可以用于液体火箭发动机的运行状态监测。

通过建立模型，可以实时监测发动机内部的流动和燃烧情况，检测工作过程中的异常和故障。

这对于发动机的安全运行和故障排除具有重要意义，可以提高发动机的可靠性和安全性。

结论：液体火箭发动机的数值模拟是一项复杂而重要的研究工作，它涉及到流体力学、热力学、化学反应等多个学科的知识。

火箭发动机喷雾过程的数值模拟及其优化设计

火箭发动机喷雾过程的数值模拟及其优化设计作为现代科技和航空航天技术的重要组成部分，火箭发动机的性能和稳定性对于其实际应用以及成本和人员安全方面的考虑都非常重要。

其中火箭发动机的喷雾过程是一个非常重要的组成部分，对于火箭发动机的推力、燃料使用效率、喷射噪音等方面都有很大的影响。

因此，喷雾过程的数值模拟及其优化设计也是火箭发动机研究领域中的一个重要研究方向。

火箭发动机喷雾过程的数值模拟基于数值计算方法，通过对喷雾流场的计算和分析，可以得到喷雾过程中的流体动力学特性、液体和气体相互作用及燃料和氧化剂混合状态等相关信息。

这些信息对于评估火箭发动机的性能和稳定性非常重要，同时也对于火箭发动机的优化设计提供了科学依据。

目前，火箭发动机喷雾过程的数值模拟可以采用多种数值计算方法，如欧拉法、拉格朗日法、Vof法等。

其中，欧拉法是最常用的一种方法，它基于连续介质假设，将流场分为若干计算单元，并通过求解控制方程和边界条件，计算单元内各物理量的变化。

相比于拉格朗日法，欧拉法具有计算速度快、计算耗时短、易于实现等优点。

火箭发动机喷雾过程的数值模拟的基本步骤包括：建立数学模型、离散化和求解控制方程、计算流体的物理量、计算物理量的变化等。

其中，建立数学模型是整个数值模拟过程中最核心的部分，它需要根据实际的喷雾过程以及流动条件，选择和构建合适的数学模型。

与火箭发动机喷雾过程的数值模拟相比，喷雾过程的优化设计则更加依赖于实验研究和经验。

喷雾过程的优化设计主要包括燃料和氧化剂的比例和压力、喷嘴形状和大小、内部结构等方面。

在进行喷雾过程的优化设计时，需要综合考虑推力、燃料使用效率、喷射稳定性、噪音等方面的要求，在保证火箭发动机稳定工作的前提下，尽可能提高火箭发动机的性能。

总的来说，火箭发动机喷雾过程的数值模拟及其优化设计是现代航空航天技术中的重要研究方向之一，通过数值模拟和优化设计，可以提高火箭发动机的性能和稳定性，并为航空航天技术的发展和应用做出贡献。

液体火箭发动机数值模拟的计算模型建立方法

（ｃｏｌｆｓｏａｔｓＢｉｎｎ．ｆｅｎｕｃａｄＡｔｎｕｃ，Ｂｉｇ１０８，Ｃｉ）Ｓｈｏｏｔｎｕｃ，ｅｉＵｉｏｒａｔｓｎｓｏａｔｓｅｉ００３ｈａＡｒｉｊｇｖＡｏｉｒｉｊｎｎ
ｈｏｒｓｏｄｎｎｐｅｎｙ．Ｃｏｐｒｄｗｉｈｏｅｔｏｓ．ｔｅｂｓｃｕｉｆｔｉａｅｔａｄｅｓａｌｓｅｈｒｕｈｔｉｔｅｃｒｅｐｎｉｇｉｕｔｆｌｓｏｌｉｍａｅｔｔｒｍｅｄｈｈｈａｉｎｔｏｓｍｔｍａｃｍｏｌｅｔｂｉｈｄｔｏｇｓｈｈｉｌｈ
关键词：液体推进剂火箭发动机；数值仿真；数学模型；仿真模型
中图分类号：Ｖ３４０文献标识码：Ａ文章编号：１０．５（０２５０６．３０１０５２０）０．３３０４
Ｍｅｈｄｆｒｃｌｕａｉｎｍｏｅｓａｌｈｅｔｉｔｏｏａｃｌｔｏｄｌｅｔｂｉｍｎｎｓ
李家文，张黎辉，张振鹏
（京航空航天大学宇航学院，北京１０８）北００３
摘
要：提出了一种较为简单、灵活的用于液体火箭发动机数值模拟的计算模型建立方法，不需要改变编写过
的软件，只要建立相应的输入文件，就可以对新的发动机方案进行研究。和其它方法相比，所建立的计算模型不是

液态火箭发动机燃烧效率优化的数值模拟研究

液态火箭发动机燃烧效率优化的数值模拟研究随着中国航天事业的不断发展，人类探索宇宙的步伐也在不断加速。

液体火箭发动机作为推动载体的核心部件，其燃烧效率是影响发动机性能的重要因素。

因此，优化火箭发动机的燃烧效率，提高发动机的推力和运载能力具有重要的现实意义。

在此背景下，本文提出了液态火箭发动机燃烧效率优化的数值模拟研究，以期为航天领域的技术发展提供一定的理论支持。

一、液态火箭发动机的燃烧效率优化液态火箭发动机燃烧效率的优化涉及多个方面，包括燃烧室设计、燃料喷注方式和燃料氧化剂比等因素。

其中，燃烧室设计是影响燃烧效率的关键因素。

燃烧室的设计应能够在燃烧时充分混合燃料和氧化剂，并保证充分的燃料燃烧，减少未燃的燃料残留。

在实际应用中，针对不同的燃烧室设计，可以通过优化喷注方式和氧化剂比等手段来提高燃烧效率。

例如，采用高速喷射或雾化喷射的方式可以使燃料和氧化剂更加充分混合，提高燃烧效率；调整氧化剂比可以使燃烧室内的温度和燃烧速率得到优化，提高燃烧效率。

二、数值模拟在液态火箭发动机燃烧效率优化中的应用数值模拟是液态火箭发动机燃烧效率优化研究中的重要手段。

通过数值模拟，可以模拟燃料和氧化剂在燃烧室中的混合过程、燃烧过程等物理过程，预测燃烧效率，从而优化液体火箭发动机的燃烧效率。

1. 数值模拟方法目前，液态火箭发动机燃烧效率优化的数值模拟主要采用计算流体力学（CFD）方法。

CFD方法基于对流体运动方程和能量守恒方程的求解，可以模拟流体运动和能量转移过程，预测流场的运动和变化规律。

2. 模拟过程数值模拟涉及多个过程，包括网格生成、模型建立、数值计算和后处理等。

其中，网格生成是模拟的重要基础，网格的精度和分辨率决定了数值模拟结果的可靠性。

模型建立包括燃烧室和燃料喷注系统的建立，需要考虑燃料喷注方式、燃烧室结构和氧化剂比等因素。

数值计算是模拟的核心，需要对燃料和氧化剂的流动和燃烧过程进行求解，得到燃烧室内的压力、温度变化、燃烧产物分布等信息。

液体火箭发动机起动过程的动态仿真计算

液体火箭发动机起动过程的动态仿真计算（最新版）目录一、引言二、液体火箭发动机起动过程的概述三、液体火箭发动机起动过程的动态仿真计算方法四、计算结果及分析五、结论正文一、引言液体火箭发动机是一种采用液态燃料的化学火箭发动机，其工作原理是利用混合和燃烧产生的燃烧产物，从喷管中高速排出而产生推力。

液体火箭发动机在运载火箭、航天器等领域具有广泛应用。

在发动机的起动过程中，动态仿真计算是评估其性能和可靠性的重要手段。

本文将对液体火箭发动机起动过程的动态仿真计算进行研究。

二、液体火箭发动机起动过程的概述液体火箭发动机的起动过程主要包括以下几个步骤：1.推进剂喷嘴打开，燃料和氧化剂开始混合；2.点火器点燃混合气体，燃烧过程开始；3.燃烧产物从喷管中高速排出，产生推力；4.随着推力的逐渐增大，发动机达到额定推力；5.发动机起动过程结束，进入主级工作阶段。

三、液体火箭发动机起动过程的动态仿真计算方法液体火箭发动机起动过程的动态仿真计算主要包括以下几个步骤：1.建立数学模型：根据液体火箭发动机的物理特性和化学反应过程，建立描述燃烧过程的数学模型；2.选择适当的数值方法：根据模型的特点，选择合适的数值方法（如有限差分法、有限体积法等）对数学模型进行离散化；3.编写或选用计算程序：利用计算机编程语言（如 FORTRAN、C++等）编写相应的计算程序或选择现有的仿真软件（如 FLUENT、COMSOL 等）进行计算；4.设置边界条件和初始条件：根据实际发动机起动过程的边界条件和初始条件，对计算程序进行设置；5.进行计算：运行计算程序，得到液体火箭发动机起动过程的动态性能数据；6.分析计算结果：对计算结果进行分析，评估发动机的起动性能和可靠性。

四、计算结果及分析本文采用上述方法对液体火箭发动机起动过程进行动态仿真计算，得到了以下结果：1.随着混合比的增加，发动机的起动时间缩短，推力迅速增大；2.发动机在起动过程中的推力波动较大，可能对结构产生不利影响；3.发动机在达到额定推力后，推力波动逐渐减小，工作趋于稳定。

火箭发动机液体燃料输送结构设计与数值模拟

火箭发动机液体燃料输送结构设计与数值模拟火箭发动机作为航空航天技术的核心组件，一直以来都是各国科技发展的重点和评判科技水平的标准之一。

而作为火箭发动机中最为关键的组成部分之一，火箭发动机液体燃料输送结构的设计与数值模拟技术也异常重要。

I. 液体燃料输送结构的功能与特点火箭发动机中的液体燃料输送结构，主要是为了将液体燃料从储存系统输送到燃烧室，并在任务期间控制其流量、压力和流动特性等参数。

该结构的特点包括：对燃烧性能的影响非常大；结构复杂，易受到外部环境的干扰；对燃料流量变化的响应要求较高，等等。

II. 液体燃料输送结构设计的主要原则液体燃料输送结构设计的主要原则有三个：一是保证燃烧安全，在整个输送过程中保证燃烧过程始终处于一个安全可控的范围内；二是精确控制燃料流量和压力，这对于火箭的着陆和降落是至关重要的；三是保证液体燃料流动的稳定性和可靠性，避免液体燃料在输送过程中发生蒸发和气化等问题。

III. 数值模拟技术在火箭发动机液体燃料输送结构设计中的应用数值模拟技术在设计和优化火箭发动机液体燃料输送结构中发挥着重要的作用。

通过数值模拟技术，可以模拟和预测液体燃料在输送过程中的流动特性，比如燃料的流速、压力、温度、密度和粘度等参数的变化情况，以及可能发生的液体燃料蒸发和气化现象等问题。

IV. 液体燃料输送结构数值模拟的方法和技术液体燃料输送结构的数值模拟方法主要有四种：经验式模拟、解析方法、数值模拟和实验模拟。

其中，数值模拟是最广泛采用的方法，主要是通过有限元、有限体积等方法对复杂的流动场进行数值分析，从而得到液体燃料流动的参数变化情况，并提供基于此的改进设计方案。

V. 数值模拟技术在液体燃料输送结构设计中的应用实例数值模拟技术在火箭发动机液体燃料输送结构设计中的应用实例非常丰富。

比如，2016年，中国火箭工程的一项研究就将数值模拟技术应用于火箭发动机液体燃料测量系统的设计中。

研究人员通过数值模拟分析，结合实验测试，成功实现了火箭发动机液体燃料流量测量传感器的优化设计。

小推力液体火箭发动机燃烧与传热数值仿真研究

小推力液体火箭发动机为航天器在地球远地点和近地点的机动入轨提供推力，通常使用双组元自燃推进剂组合，如ＭＭＨ（一甲基肼）／ＮＴＯ（四氧化二氮），这样发动机能在不外加能量的情况下实现方便点火与重复使用
［１］
使用数值仿真的手段研究了这种发动机推力室的燃烧与传热，这些研究较好地描述了燃烧流场，却没有提出合适的方法描述冷却液膜。燃料射流从冷却喷嘴喷出后经历的过程非常复杂，包括撞壁、铺展、飞溅，以及液膜在流动的过程中受热、蒸发
００．１１１０．１６７０．２２２０．１１１０．１１１
２Ｔ＋（）；Ｉ（）ｖ为单位张ｖ－Ｉ ·ｖ μ μ Ｌ＋ｔ３－２量；ｇ为重力矢量，单位为ｍ ·ｓ；Ｆ为动量源项，－２－２单位为ｋｇ · ｍ · ｓ。求解动量方程时各个参数均为两相共用。类似地，求解区域内能量与湍
ｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｒｏｍ０．１１１ｔｏ０．２２２，ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｉｓｒｅａｓｏｎａｂｌｅ．ＩｔｈａｓｓｈｏｗｎｔｈａｔａｓｔｈｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｌｅｓｓｅｘｐａｎｓｉｏｎｈｅｉｇｈｔＨｓｐｅｃｉｆｉｃｉｍｐｕｌｓｅｉｎｃｒｅａｓｅｂｙ０．３５％ａｎｄ０．５ｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｌｅｓｓｅｘｐａｎｓｉｏｎｌｅｎｇｔｈＬｐｌａｙｓａｌｅｓｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓ．Ａｓｉｔ

液体火箭发动机推力室发汗冷却传热过程的数值模拟 (Ⅰ)数理模型

液体火箭发动机推力室发汗冷却传热过程的数值模拟(Ⅰ)数
理模型
姜培学;任泽霈;张左匆;陈旭扬
【期刊名称】《推进技术》
【年(卷),期】1999(20)3
【摘要】针对液体火箭发动机推力室的发汗冷却传热过程建立了数理模型。

模型中考虑了冷却剂与结构材料之间存在温差、并进行对流换热，即采用了局部非热平衡模型。

同时，模型中还计及了冷却剂（氢）的热物性参数随温度和压力的剧烈变化及固体壁沿轴向的导热过程。

【总页数】4页(P1-4)
【关键词】液体火箭发动机;推力燃烧室;发汗冷却;传热过程
【作者】姜培学;任泽霈;张左匆;陈旭扬
【作者单位】清华大学热能工程系;北京丰源机械研究所
【正文语种】中文
【中图分类】V434.24
【相关文献】
1.液体火箭发动机推力室发汗冷却传热过程的数值模拟(Ⅱ)数值方法与计算结果[J], 姜培学;任泽霈;陈旭扬;张左匆
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王秋旺;罗来勤;孙纪国
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C-H-O-N体系液体火箭发动机喷管流场数值模拟

C-H-O-N体系液体火箭发动机喷管流场数值模拟
C-H-O-N体系液体火箭发动机喷管流场数值模拟
采用弱耦合点隐式方法的MacCormack格式对C-H-O-N体系的液体火箭发动机喷管内粘性流场进行了数值模拟,采用了考虑化学反应和不考虑化学反应的两种模型,其中化学动力学模型为C-H-O-N体系的12组分、14反应有限速率的化学反应模型.数值模拟得到了流场参数在喷管中的分布.结果表明,数值模拟结果与理论分析一致,为发动机的设计及试验提供了参考.
作者：蔡国飙马朝恺张化照作者单位：蔡国飙,马朝恺(北京航空航天大学,宇航学院,北京,100083)
张化照(北京宇航系统工程研究所,北京,100076)
刊名：推进技术ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF PROPULSION TECHNOLOGY 年，卷(期)：2002 23(5) 分类号：V430 关键词：液体推进剂火箭发动机发动机喷管喷管气流流动分布反应动力学数值仿真。