Fluent喷管型面参数对推力偏心影响的数值仿真研究
关键词 火箭喷管 型面参数 数值仿真 推力偏心
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Numerical simulation of the nozzle surface parameters on the influence of thrust eccentric
Abstract
In this paper, the main work is the study of nozzle surface parameters on the effect of characteristics of the rocket thrust eccentric. Using the Fluent software, we build a nozzle model and do some numerical simulation of this model. Changed the speed deviation angle, nozzle opening half angle and the length of nozzle expansion, three-dimensional unsteady and non-symmetric internal nozzle flow fields are simulated by method of characteristics. Through the flow field simulation results, we calculate the main thrust and lateral thrust and draw the thrust curve. Contrasting and analyzing the data, we can get characteristics of nozzle surface parameters on the effect of the rocket thrust eccentric.
Keywords rocket nozzle, surface parameters, numerical simulation, thrust eccentric.
目 次
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外研究状况 2
1.3 本文主要工作 5
2 引起推力偏心因素的研究 6
2.1 引起推力偏心因素的来源 6
2.2 燃气流动不对称对推力偏心的分析 7
2.3 喷管型面参数对推力偏心的影响 8
3 喷管计算仿真模型的建立 9
3.1 Fluent软件的介绍 9
3.2 喷管三文网格的建立 12
3.3 计算模型物理参数的确定 18
3.4 Fluent计算模型的建立 18
4 喷管型面参数对推力偏心的影响 25
4.1 喷管非定常状态下的流场 25
4.2 速度偏离角对推力偏心的影响 29
4.3 喷管扩张半角对推力偏心的影响 32
4.4 喷管扩张段长度对推力偏心的影响 35
结 论 38
致 谢 40
参考文献 41
1 绪论
1.1 研究背景及意义
在火箭发动机中，由于推进剂燃烧的不均匀性或者喷管的几何不对称性，使管喷中的燃气流动为非对称流动。这种流动造成火箭推力偏离其轴线，从而出现了侧向力和推力矢量绕火箭质心的力矩，这就是推力偏心。它是影响无控火箭弹密集度的主要因素之一，也因此成为火箭技术研究的重要课题。
近年来，有关火箭推力偏心特性的实验研究取得重大进展，形成了系统的微推偏喷管的实验设计方法[1,2,3]。微推偏喷管作为一种新型喷管，在航空火箭弹和野战火箭弹中得到了广泛应用。微推偏喷管技术有力的克服火箭喷管的推力偏心，是火箭弹的密集度大幅度提高。因此，对于无控火箭弹来说，减少火箭推力偏心对于火箭研究者来说显得尤为重要。