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膏体推进剂直圆管流动的壁滑移修正

固体火箭技术 2011年第3期34卷 311-313,328页

作者：张家仙郑亚北京航天试验技术研究所北京100074 西北工业大学西安710072

膏体推进剂模拟液管道流动试验结果表明,壁滑移对流动曲线影响较大。通过对多组试验曲线进行适当拟合处理,得到了壁滑移修正系数,并由此推导了滑移流量增量和含壁滑移效应的广义雷诺数。结果表明,修正后的膏体推进剂模拟液流动参数与旋... 详细信息

膏体推进剂模拟液管道流动试验结果表明,壁滑移对流动曲线影响较大。通过对多组试验曲线进行适当拟合处理,得到了壁滑移修正系数,并由此推导了滑移流量增量和含壁滑移效应的广义雷诺数。结果表明,修正后的膏体推进剂模拟液流动参数与旋转流变仪测试结果接近,证实了所用修正方法的可靠性。同时,采用含壁滑移效应的广义雷诺数代替无壁滑移效应的雷诺数计算沿程阻力系数,可将膏体推进剂供给管道沿程力降计算统一到同一形式下。

关键词：流变学膏体推进剂壁滑移广义雷诺数

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喷嘴型面对膏体火箭内弹道的影响

弹道学报 2009年第4期21卷 76-78,83页

作者：张家仙郑亚鞠玉涛南京理工大学机械工程学院南京210094 西北工业大学西安710072

为研究燃面变化对膏体火箭发动机内弹道调节精度的影响,根据膏体火箭发动机的工作原理,分别推导了直圆管喷嘴和锥形扩张喷嘴型面下的膏体推进剂燃面方程,建立了膏体火箭发动机零维内弹道模型,分析了喷嘴型面对发动机内弹道性能的影响,... 详细信息

为研究燃面变化对膏体火箭发动机内弹道调节精度的影响,根据膏体火箭发动机的工作原理,分别推导了直圆管喷嘴和锥形扩张喷嘴型面下的膏体推进剂燃面方程,建立了膏体火箭发动机零维内弹道模型,分析了喷嘴型面对发动机内弹道性能的影响,并进行了直圆管喷嘴发动机试验.结果表明,直圆管喷嘴下计算的点火时间比试验结果短,但平衡时间及平衡压强与试验结果基本吻合,喷嘴型面变化对发动机平衡时间影响很大.

关键词：膏体火箭发动机喷嘴型面内弹道燃面方程

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膏体推进剂在热管道内流动的建模与仿真

南京理工大学学报 2009年第3期33卷 312-314,319页

作者：张家仙郑亚鞠玉涛南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 西北工业大学陕西西安710072

为研究膏体推进剂供给管道受热后对推进剂的热稳定性及流动性能的影响,针对膏体推进剂在热管道内的流动情况,结合不可压缩N-S方程及幂律本构关系进行建模与仿真,获得膏体推进剂在热管道内的流动特性,分析了其流动时的受热状况。仿真结... 详细信息

为研究膏体推进剂供给管道受热后对推进剂的热稳定性及流动性能的影响,针对膏体推进剂在热管道内的流动情况,结合不可压缩N-S方程及幂律本构关系进行建模与仿真,获得膏体推进剂在热管道内的流动特性,分析了其流动时的受热状况。仿真结果表明:膏体推进剂在热管道内的流速比在普通(绝热)管道快,并且管径和入口速度越小,流速增大越明显;近壁面膏体推进剂加热层厚度随着流速的增大而减小,随管径的增大而增大。

关键词：推进剂膏体推进剂管道流动传热仿真

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膏体推进剂模拟液直圆管流动特性

固体火箭技术 2009年第4期32卷 439-442页

作者：张家仙鞠玉涛周超周守强南京理工大学机械工程学院 210094

管道流动特性研究对膏体推进剂供给系统设计具有重要意义。根据非牛顿流体幂律模型,在无壁滑移条件下,分别建立了膏体推进剂模拟液直圆管流动的理论及数值计算模型,并通过丁羟管道流动试验验证了理论模型的准确性。研究得到了膏体推进... 详细信息

管道流动特性研究对膏体推进剂供给系统设计具有重要意义。根据非牛顿流体幂律模型,在无壁滑移条件下,分别建立了膏体推进剂模拟液直圆管流动的理论及数值计算模型,并通过丁羟管道流动试验验证了理论模型的准确性。研究得到了膏体推进剂模拟液在直圆管中流动的压降随管径及入口速度变化的情况,并分析了压降的影响因素和幂律指数对管内流速曲线的影响。结果表明,膏体推进剂模拟液在直圆管中压降随管径增大而减小,随入口速度增大而增大。

关键词：膏体推进剂直圆管流动特性幂律流体

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液氢贮箱停放过程中的力热分析

宇航学报 2019年第5期40卷 562-569页

作者：罗天培张伟李茂张家仙北京航天试验技术研究所北京100074 北京市航天试验技术与装备工程技术研究中心北京100074

为了寻找到运载火箭长时间停放过程中液氢贮箱的最经济液位,用于制定合理的发射流程以及紧急处置方法,采用计算流体力学(CFD)技术,对某型运载火箭停放期间液氢贮箱的力、热情况进行了仿真计算和分析。计算选用了VOF(Volume-of-fluid)两... 详细信息

为了寻找到运载火箭长时间停放过程中液氢贮箱的最经济液位,用于制定合理的发射流程以及紧急处置方法,采用计算流体力学(CFD)技术,对某型运载火箭停放期间液氢贮箱的力、热情况进行了仿真计算和分析。计算选用了VOF(Volume-of-fluid)两相流模型以及Lee相变模型,为了提高Lee模型在不同压力情况下对相变过程的模拟精度,采用安托因方程修正了该模型。修正后的模型首先由试验数据校验了其精确性,随后开展的液氢贮箱停放过程仿真结果表明:贮箱的竖直方向与径向均存在温度分层的现象,液相内会形成大的漩涡,该漩涡会使得冷热流体不断进行热交换,并导致贮箱内部的液氢出现气化。贮箱停放期间蒸发率最大值超过2 m^3/h,发生在停放4 h左右;而贮箱液位充填至37 m^3以上或17 m^3以下时蒸发率较低,最小值接近1 m^3/h。

关键词：贮箱 Lee模型安托因方程 VOF模型蒸发

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燃气侧喷冲压发动机补燃室两相流流场计算

弹道学报 2008年第3期20卷 9-12页

作者：张磊周长省陈雄张家仙南京理工大学机械工程学院南京210094

利用PDF模型和颗粒轨道模型,对燃气侧喷冲压发动机补燃室两相流流场进行三维数值模拟,其中铝颗粒的燃烧模型采用蒸发扩散模型.考虑颗粒直径、空燃比和颗粒含量的影响,得出了产物组分、温度等发动机参数的变化趋势.结果表明,由于燃气侧... 详细信息

利用PDF模型和颗粒轨道模型,对燃气侧喷冲压发动机补燃室两相流流场进行三维数值模拟,其中铝颗粒的燃烧模型采用蒸发扩散模型.考虑颗粒直径、空燃比和颗粒含量的影响,得出了产物组分、温度等发动机参数的变化趋势.结果表明,由于燃气侧喷发动机结构特殊,具有两处扩散火焰峰面,随着液滴颗粒直径的增大,燃烧效率降低,出口温度下降;空燃比越大,燃烧效率越低;随着颗粒含量的增加,颗粒燃烧绝对质量增加,燃烧效率降低.

关键词：冲压发动机补燃室数值模拟两相流

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膏体推进剂应力松弛谱分析

兵工学报 2008年第5期29卷 541-543页

作者：周超郑亚张家仙范红杰南京理工大学机械工程学院江苏南京210049 西安近代化学研究所陕西西安710065

利用RS300Haake流变仪测试了双基体系膏体推进剂的应力松弛特性，获得应力松弛模量随时间的关系。通过对实验数据的分析获得了膏体推进剂连续谱和离散谱，并对二者结果进行了分析，从松弛时间范围的角度得出离散谱求解方法在实际应用更... 详细信息

利用RS300Haake流变仪测试了双基体系膏体推进剂的应力松弛特性，获得应力松弛模量随时间的关系。通过对实验数据的分析获得了膏体推进剂连续谱和离散谱，并对二者结果进行了分析，从松弛时间范围的角度得出离散谱求解方法在实际应用更有意义，通过分析松弛单元数目对松弛谱结果的影响，得出求离散谱时松弛单元一般取3～8个为宜。

关键词：航空航天材料膏体推进剂连续松弛谱离散松弛谱黏弹性

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冲压增程炮弹绕流流场数值模拟研究

冲压增程炮弹绕流流场数值模拟研究

作者：张家仙南京理工大学

学位级别：硕士

冲压发动机具有结构简单、重量轻、体积小、推重比大、成本低等一系列优点。而冲压发动机增程弹药以其射程远和效费比好等优点在各类增程弹药中占有重要地位。因此,对冲压增程炮弹绕流流场的研究具有重要科学意义和实用价值。本文利用FL... 详细信息

冲压发动机具有结构简单、重量轻、体积小、推重比大、成本低等一系列优点。而冲压发动机增程弹药以其射程远和效费比好等优点在各类增程弹药中占有重要地位。因此,对冲压增程炮弹绕流流场的研究具有重要科学意义和实用价值。本文利用FLUENT软件分别对四种型号冲压增程炮弹和普通炮弹在多种工况下的绕流流场进行了数值模拟。采用对比研究方法,研究分析了冲压增程炮弹弹形变化对空气动力特性的影响。本文首先根据冲压增程炮弹结构特点建立了二维和三维绕流流场数值模拟物理和数学模型,通过对普通炮弹弹形绕流流场模拟证实该模型可准确模拟炮弹流场结构;其次对冲压增程炮弹绕流流场进行了数值模拟,获得了清晰的二维和三维流场结构,分析研究了冲压增程炮弹弹形的流场结构特征及其影响因素;最后研究分析了冲压增程炮弹飞行阻力系数、升力系数和压心位置的特性,为冲压增程炮弹工程设计提供了技术支持。

关键词：增程炮弹冲压发动机绕流流场数值模拟空气动力学

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膏体推进剂供给系统新方案探索与初步验证

力学与实践 2008年第5期30卷 62-64页

作者：周超鞠玉涛周守强张家仙南京理工大学机械工程学院南京210094

依据膏体推进剂火箭发动机设计和膏体推进剂管道流动实验需求,提出了一种新型膏体推进剂供给系统方案.该方案以变频电机作为驱动力,螺杆/螺母、减速器等作为传动部件,可以满足实验中对流量精确控制的要求.利用该供给平台进行了膏体推进... 详细信息

依据膏体推进剂火箭发动机设计和膏体推进剂管道流动实验需求,提出了一种新型膏体推进剂供给系统方案.该方案以变频电机作为驱动力,螺杆/螺母、减速器等作为传动部件,可以满足实验中对流量精确控制的要求.利用该供给平台进行了膏体推进剂替代物-丁羟(端羟基聚丁二烯)的管道流动实验,测得了压力与流量的关系曲线.以非牛顿流体流动理论为基础,分析了丁羟管道流动实验结果,得出的黏度数据与文献吻合,初步验证了该供给方案的可行性以及原理性平台各项参数的正确性.

关键词：膏体推进剂供给系统实验平台流变学