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液体工质电热化学发射过程内弹道特性分析

弹道学报 1997年第4期9卷 39-44页

作者：吴轩栗保明卢顺祥南京理工大学动力工程学院

描述了液体工质电热化学发射系统中液体工质的内弹道过程，并建立了相应的数学模型、编制了计算程序，该模型用经验关系修正燃烧过程中Ｋｅｌｖｉｎ－Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ动力不稳定性的影响，可用于预测燃烧过程压力、弹丸行程的瞬时变... 详细信息

描述了液体工质电热化学发射系统中液体工质的内弹道过程，并建立了相应的数学模型、编制了计算程序，该模型用经验关系修正燃烧过程中Ｋｅｌｖｉｎ－Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ动力不稳定性的影响，可用于预测燃烧过程压力、弹丸行程的瞬时变化．结果表明液体工质电热化学发射过程中燃气压力存在双峰现象，第一个峰值出现在弹丸几乎尚未运动的时刻，与初始空腔体积以及初始等离子体射流有关；第二个峰值则是等离子体和工质分解的共同作用结果．另外，对影响燃烧过程的一些特性参数，如初始空腔体积、电能输入特性、工质燃烧速率、弹丸质量等作了分析，结果与国外参考文献提供的数据基本一致．

关键词：液体工质电热化学炮内弹道数值模拟

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液体工质电热化学发射过程燃烧特性分析

南京理工大学学报 1999年第2期23卷 116-119页

作者：吴轩栗保明卢顺祥南京理工大学动力工程学院

该文提出描述液体工质电热化学发射装置中燃烧过程的理论模型。模型可以预测发射过程中药室内压力、弹丸运动及工质的分解速率的瞬时变化。结果表明，液体工质电热化学发射过程中燃烧压力存在双峰现象，第１个峰值出现在弹丸几乎尚未运... 详细信息

该文提出描述液体工质电热化学发射装置中燃烧过程的理论模型。模型可以预测发射过程中药室内压力、弹丸运动及工质的分解速率的瞬时变化。结果表明，液体工质电热化学发射过程中燃烧压力存在双峰现象，第１个峰值出现在弹丸几乎尚未运动的时刻，与初始Ｔａｙｌｏｒ空腔体积以及初始等离子体射流速度有关；第２个峰值是等离子体和工质分解的共同结果。对影响燃烧过程的一些特性参数，如初始Ｔａｙｌｏｒ空腔体积、电能输入特性、工质燃烧速率系数。

关键词：弹丸燃烧过程数值模拟液体工质电热化学发射

等离子射流与渐扩边界中液体工质相互作用特性的模拟实验

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爆炸与冲击 2011年第3期31卷 311-316页

作者：张琦余永刚陆欣刘东尧南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094

为了探索整装式液体工质电热化学炮中药室边界形状对燃烧控制的影响,采用数字高速录像系统对等离子体射流在液体工质中的扩展过程进行了测试,研究了不同放电电压、不同喷嘴直径、不同渐扩边界结构下等离子射流与液体工质的相互作用特性... 详细信息

为了探索整装式液体工质电热化学炮中药室边界形状对燃烧控制的影响,采用数字高速录像系统对等离子体射流在液体工质中的扩展过程进行了测试,研究了不同放电电压、不同喷嘴直径、不同渐扩边界结构下等离子射流与液体工质的相互作用特性。获得了等离子射流在液体工质中扩展形态的时间序列图,处理出不同工况下Taylor空腔扩展的轴向位移与时间的关系曲线,计算并分析了不同工况下等离子射流在液体工质中的扩展速度和相互作用的机理。研究结果表明:Taylor空腔的轴向扩展速度具有波动性,但总体上呈衰减趋势。渐扩台阶处,径向湍流增强,强化了等离子射流的回流卷吸效应。

关键词：流体力学等离子射流渐扩形边界液体工质电热化学炮

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液体工质电热化学发射实验研究

爆炸与冲击 1998年第3期18卷 220-225页

作者：刘东尧周彦煌余永刚南京理工大学弹道研究所

介绍了小口径电热发射装置采用液体（含能或不含能）工质的电热发射实验结果及对结果的分析。对工质的种类、质量和装填方式，等离子体的破膜压力，电能与化学能匹配关系，弹重等参量进行了初步优化。结果表明，采用不含能工质可将０．... 详细信息

介绍了小口径电热发射装置采用液体（含能或不含能）工质的电热发射实验结果及对结果的分析。对工质的种类、质量和装填方式，等离子体的破膜压力，电能与化学能匹配关系，弹重等参量进行了初步优化。结果表明，采用不含能工质可将０．５ｇ弹丸加速到１７８３ｍ／ｓ，采用含能工质可将０．５ｇ弹丸加速到２１６０ｍ／ｓ，０．３ｇ弹丸加速到２２００ｍ／ｓ以上。测得的压力曲线表明，在电能与化学能释放速率互补的条件下，可以得到明显的压力平台效应。

关键词：液体工质等离子体电热化学发射电热发射装置

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液体工质激光推进耦合的实验研究

物理实验 2009年第1期29卷 40-42页

作者：茆军兵李洋程黎鹿周惟公郑志远中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083 中国地质大学(北京)物理实验中心北京100083

以脉冲宽度为10ns的脉冲式GAY激光器为光源,将水、酒精等液体作为工质,进行了激光推进性能测试研究.实验发现水工质在激光能量为85mJ时耦合系数最高,达到了2.93×10-3N/W;而在75mJ处酒精溶液工质的耦合系数最高,达到了2.84×10-3N/W.在... 详细信息

以脉冲宽度为10ns的脉冲式GAY激光器为光源,将水、酒精等液体作为工质,进行了激光推进性能测试研究.实验发现水工质在激光能量为85mJ时耦合系数最高,达到了2.93×10-3N/W;而在75mJ处酒精溶液工质的耦合系数最高,达到了2.84×10-3N/W.在此基础上探究了如何控制靶飞行方向和墨水对耦合系数的影响.

关键词：激光推进液体工质耦合系数

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微尺度下的液体工质电喷射研究

微尺度下的液体工质电喷射研究

作者：刘旺北京理工大学

学位级别：硕士

近年来,越来越多的微小卫星与航天器使用电推进技术作为其主要的推进方式。随着航天器日趋的小型化,对推力在微牛量级的电推力器提出了需求。应用微尺度电喷射原理的胶体推力器以及场致发射电推力器能耗低、体积小、比冲高且推力量级能... 详细信息

近年来,越来越多的微小卫星与航天器使用电推进技术作为其主要的推进方式。随着航天器日趋的小型化,对推力在微牛量级的电推力器提出了需求。应用微尺度电喷射原理的胶体推力器以及场致发射电推力器能耗低、体积小、比冲高且推力量级能够达到微牛,为许多微小卫星及航天器解决了推力量级和比冲的问题。本文针对胶体推力器与场致发射电推力器涉及到的微尺度电喷射机理进行了研究。微尺度电喷射的应用中,以液态金属作为工质的电推力器在液体供给问题上,通常依靠其自身浸润性与特制金属发射极发生毛细作用从而实现液体工质的连续供应。验证实验中发现液态金属汞在对于普通二氧化硅材质的毛细管无法由毛细作用实现自我供给,该现象表明液态金属汞对二氧化硅固体材料不浸润。根据李普曼-杨方程建立的电浸润模型可知,电场的作用可以改变液体对非浸润固体材料的浸润性。通过汞液滴加电的实验观察,液滴与固体表面之间的接触角有约20°的减小,结合仿真手段对液态金属汞在平面以及管道内的电浸润现象进行仿真计算,得出理想状态下电场作用对汞浸润性有明显改变的结论。本文为研究微尺度电喷射中参数对其喷射状态与性能的影响,搭建了微尺度电喷射研究的实验平台。包括喷射极板、液体工质供给装置、高压直流电源、电流采集测量装置、高速摄影设备、图像采集装置以及其他辅助装置等。在所建成的实验装置上,完成了变参数的微尺度电喷射的实验。主要研究了喷射极板中发射极孔径以及极板间距对与液体工质起始电压的影响,液体工质供给流量、施加电压等对电喷射工作状态与模式的影响,最后根据图像设备观察总结宏观喷射现象的规律。研究中采用了实验所选喷射电极的构型尺寸进行了极板间电场分布的仿真计算,在验证电场强度满足计算阈值后,利用粒子追踪方法对近似的带电液滴进行电场中运动速度与轨迹的计算,并由所得粒子速度计算出仿真电流结果,与同构型装置实验结果进行比对,二者结果在误差范围内相一致。

关键词：微尺度电浸润电喷射液体工质胶体模式离子模式

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液体工质电热化学炮的两维多相流模型研究

弹道学报 1999年第4期11卷 19-24页

作者：吴轩栗保明李鸿志南京理工大学弹道国防重点实验室南京210094

液体工质电热化学炮内弹道过程的本质是高速等离子体射流与推进剂工质的相互作用并推动弹丸运动的过程.基于对该过程物理机理的现有理解,本文提出了用于描述液体工质电热化学炮的两维多相流模型,主要包括:描述等离子体与液体工质气态产... 详细信息

液体工质电热化学炮内弹道过程的本质是高速等离子体射流与推进剂工质的相互作用并推动弹丸运动的过程.基于对该过程物理机理的现有理解,本文提出了用于描述液体工质电热化学炮的两维多相流模型,主要包括:描述等离子体与液体工质气态产物运动的两维湍流模型和描述由等离子体射流卷吸引起的液体工质颗粒运动的颗粒轨道模型。

关键词：液体工质电热化学炮两维多相流模型数值计算

等离子射流在模拟液体发射药中扩展特性的数值模拟

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含能材料 2024年第5期32卷 510-517页

作者：薛皓琦余永刚南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094

为了深入认识液体工质电热化学炮中等离子射流的点火过程,开展了等离子射流在液体发射药LP1846模拟工质中扩展特性的研究,建立了等离子射流在液体中扩展的二维轴对称非稳态数学模型,并基于液体工质为水的文献实验进行模型验证。在此基... 详细信息

为了深入认识液体工质电热化学炮中等离子射流的点火过程,开展了等离子射流在液体发射药LP1846模拟工质中扩展特性的研究,建立了等离子射流在液体中扩展的二维轴对称非稳态数学模型,并基于液体工质为水的文献实验进行模型验证。在此基础上对等离子射流在LP1846液体发射药模拟工质中的扩展过程进行数值模拟,分析等离子射流在扩展过程中形态的变化以及射流场压力、速度和温度的分布特性。结果表明,扩展过程中由于Taylor-Helmholtz不稳定性,等离子射流和液体发射药模拟工质两相间存在湍流掺混现象,并随着扩展逐渐加剧,表现为射流头部凸出并逐渐轴向拉长形成尖头,同时射流卷吸液体发射药模拟工质在Taylor空腔中产生液滴,且数量逐渐增多。此外,等离子射流扩展过程中近喷孔处由于液体发射药模拟工质回流而出现颈缩现象。射流场由于膨胀波-压缩波交替作用而存在波动现象,且在近喷孔处尤为剧烈,表现为压力场呈现高低压相间分布,速度场也呈类似分布。

关键词：等离子射流液体工质扩展特性湍流掺混数值模拟发射药

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对凝聚态工质激光推进的思考

推进技术 2009年第5期30卷 618-624页

作者：洪延姬李修乾王殿恺窦志国装备指挥技术学院北京101416

液体和固体等凝聚态物质以其自身独有的特性引起了广泛的研究兴趣。目前的研究结果表明,液体工质的冲量耦合系数较高,固体工质的比冲较高,但是能量转化效率都比较低。对照化学火箭发动机的理想热力循环过程,在对激光推进工作过程合理简... 详细信息

液体和固体等凝聚态物质以其自身独有的特性引起了广泛的研究兴趣。目前的研究结果表明,液体工质的冲量耦合系数较高,固体工质的比冲较高,但是能量转化效率都比较低。对照化学火箭发动机的理想热力循环过程,在对激光推进工作过程合理简化假设的基础上,给出了激光推进的理想热力循环过程,对激光推进的能量转化效率和化学火箭发动机的热效率进行了定量对比分析,结果表明,在能量转化效率方面激光推进并没有优势。分析了掺杂材料、含能工质以及液膜对激光推进理想热力循环过程的影响。定量研究结果表明,含能工质对能量转化效率的提高作用最明显,掺杂材料和含能工质对能量转化效率的提高效果比较明显。

关键词：激光推进液体工质固体工质热力学循环