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三维多组分羽流及其效应的数值模拟

北京航空航天大学学报 2010年第2期36卷 154-158页

作者：张建华贺碧蛟蔡国飙北京航空航天大学宇航学院北京100191

考虑到实际卫星总体布局特点及姿控发动机燃气喷流为多组分的特点,采用差分求解N-S(Navier-Stokes)方程耦合DSMC(Direct Simulation Monte Carlo)方法建立三维多组分羽流场的数值模拟模型,对5 N无水肼单组元姿控发动机喷管产生的燃气羽... 详细信息

考虑到实际卫星总体布局特点及姿控发动机燃气喷流为多组分的特点,采用差分求解N-S(Navier-Stokes)方程耦合DSMC(Direct Simulation Monte Carlo)方法建立三维多组分羽流场的数值模拟模型,对5 N无水肼单组元姿控发动机喷管产生的燃气羽流场及其效应进行数值模拟,计算得出羽流场的物理参数分布、化学组分分布,得到了羽流对太阳能帆板的羽流气动力和气动热效应.计算结果表明对于太阳能帆板的羽流效应防护应以N2,NH3为主,姿控发动机羽流会对太阳能帆板撞击产生气动力和气动热的影响,在太阳能帆板前沿中点处,存在气动压强峰值和气动热流峰值.计算结果为研究羽流效应提供了参考依据.

关键词：卫星姿控发动机多组分真空羽流三维数值模拟

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用Simons法计算真空羽流

推进技术 2002年第5期23卷 406-409页

作者：张建华蔡国飙北京航空航天大学宇航学院北京100083

姿态控制发动机真空环境下工作产生的羽流对航天器造成的影响非常明显。用Simons法对真空羽流流场进行了解析计算,包括等熵核心区和边界层膨胀区的计算,得到了符合流动规律的结果。这是一种快速计算真空羽流场物理参数分布的方法。工作... 详细信息

姿态控制发动机真空环境下工作产生的羽流对航天器造成的影响非常明显。用Simons法对真空羽流流场进行了解析计算,包括等熵核心区和边界层膨胀区的计算,得到了符合流动规律的结果。这是一种快速计算真空羽流场物理参数分布的方法。工作对卫星、飞船和空间站上的姿态控制发动机的工程设计和科学实验具有参考价值。

关键词： Simons法高空环境羽流数值计算姿态控制火箭发动机

不同尾翼受发动机羽流作用对弹体飞行性能的影响

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固体火箭技术 2002年第3期25卷 26-28页

作者：曾庆华黄琳夏智勋国防科技大学航天与材料工程学院长沙410073

针对某型靶弹在试验飞行时采用不同尾翼布局所得的截然不同的飞行结果 ,开展了固体火箭发动机喷流干扰对飞行器飞行性能影响的研究。结果表明 ,发动机喷流与发动机推力偏心、偏斜的共同作用将对飞行器飞行姿态和弹道产生影响 ,且影响程... 详细信息

针对某型靶弹在试验飞行时采用不同尾翼布局所得的截然不同的飞行结果 ,开展了固体火箭发动机喷流干扰对飞行器飞行性能影响的研究。结果表明 ,发动机喷流与发动机推力偏心、偏斜的共同作用将对飞行器飞行姿态和弹道产生影响 ,且影响程度与飞行器尾翼布局有很大关系。

关键词：尾翼羽流固体推进剂火箭发动机导弹飞行性能影响飞行器喷流干扰

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脉冲等离子体推力器羽流的一体化粒子模拟

固体火箭技术 2010年第1期33卷 49-53页

作者：尹乐周进杨乐李自然吴建军李洁国防科技大学航天与材料工程学院长沙410073

将DSMC(Direct Simulation Monte-Carlo)/PIC(Particle in Cell)流体混合算法与一维MHD双温放电模型相结合,一体化模拟NASA Glenn PPT羽流。对不同出口偏转角的羽流场进行模拟,给出了不同偏转角度下离子、电势、温度的变化情况,并与实... 详细信息

将DSMC(Direct Simulation Monte-Carlo)/PIC(Particle in Cell)流体混合算法与一维MHD双温放电模型相结合,一体化模拟NASA Glenn PPT羽流。对不同出口偏转角的羽流场进行模拟,给出了不同偏转角度下离子、电势、温度的变化情况,并与实验结果进行了比较。结果显示,该模型具有一体化(从工作过程到羽流)预测脉冲等离子体推力器羽流的能力。人工偏转角的加入,增强了羽流的扩散,使得羽流径向扩散、轴向收缩、回流减弱,同时对放电模型带来的不足有一定改善作用。

关键词： DSMC/PIC流体混合算法一维双温放电模型脉冲等离子体推力器羽流

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等离子体羽流的低频RCS数值分析

系统工程与电子技术 2007年第1期29卷 41-44页

作者：刘波时家明金林空军装备研究院雷达与电子对抗研究所北京100085 解放军电子工程学院安徽合肥230037 南京电子技术研究所江苏南京210013

探讨综合利用时域有限差分法(FDTD)和热力学原理计算等离子体羽流的电磁散射特性。以化学平衡流动为前提,采用最小自由能方法确定火箭发动机喷口处的电子密度;验证了基于辅助差分方程(ADE法)和Z变换方法对羽流电磁特性进行时域建模的正... 详细信息

探讨综合利用时域有限差分法(FDTD)和热力学原理计算等离子体羽流的电磁散射特性。以化学平衡流动为前提,采用最小自由能方法确定火箭发动机喷口处的电子密度;验证了基于辅助差分方程(ADE法)和Z变换方法对羽流电磁特性进行时域建模的正确性。弹道导弹(火箭)羽流雷达截面(RCS)的计算实例表明现有雷达,特别是低频段雷达有可能利用羽流的散射实现对主动段导弹的探测。

关键词：时域有限差分法电磁散射等离子体羽流雷达截面

二次曝光全息术对微波等离子体推进器羽流的诊断及计算机模拟

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光子学报 2005年第8期34卷 1233-1236页

作者：冯伟李恩普张琳范琦林榕西北工业大学理学院西安710072 西北工业大学航天学院西安710072

二次曝光全息术是诊断等离子体电子数密度的一个有效测量方法,具有非接触式测量及不受等离子体发光干扰等优点.根据阿贝尔变换公式,通过计算机应用matlab程序数值模拟了各种不同电子数密度状态下的等离子体干涉图.同时拍摄了航天器中微... 详细信息

二次曝光全息术是诊断等离子体电子数密度的一个有效测量方法,具有非接触式测量及不受等离子体发光干扰等优点.根据阿贝尔变换公式,通过计算机应用matlab程序数值模拟了各种不同电子数密度状态下的等离子体干涉图.同时拍摄了航天器中微波等离子体推进器羽流的二次曝光全息图,再现了不同状态下的干涉图样.通过分析和对比两次干涉图,得出了羽流的电子数密度.

关键词：二次曝光全息术等离子体羽流阿贝尔变换

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离子推力器羽流特性的粒子模拟

强激光与粒子束 2010年第2期22卷 401-405页

作者：孙安邦毛根旺陈茂林夏广庆霍超西北工业大学航天学院西安710072

采用粒子网格单元和蒙特卡罗碰撞方法,建立了离子推力器羽流场的2维轴对称模型,对其特性进行了数值模拟,并将模拟结果与实验测量数据进行了对比分析。研究结果表明:数值模拟结果与实验测量值基本一致,模型可以很好地评估离子推力器的羽... 详细信息

采用粒子网格单元和蒙特卡罗碰撞方法,建立了离子推力器羽流场的2维轴对称模型,对其特性进行了数值模拟,并将模拟结果与实验测量数据进行了对比分析。研究结果表明:数值模拟结果与实验测量值基本一致,模型可以很好地评估离子推力器的羽流特性;返流区离子数密度达到1014m-3量级,会对航天器表面产生污染;背压对束流区域外电荷交换离子影响较为显著,不可忽略。

关键词：离子推力器羽流粒子网格单元蒙特卡罗碰撞电荷交换返流区

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顶开口圆柱腔上热羽流的实验研究

顶开口圆柱腔上热羽流的实验研究

第十二届全国流体力学学术会议

作者：张伟徐丰北京交通大学物理科学与工程学院力学系

对从下方加热的顶开口圆柱体上的热羽流进行了一系列的实验研究。本文通过阴影法可视化技术观察了羽流结构,并使用热敏电阻测量了特定点的温度,对顶开口圆柱腔上羽流的演化和机理进行了分析研究。尺度分析获得了上升羽流的速度和羽流茎... 详细信息

对从下方加热的顶开口圆柱体上的热羽流进行了一系列的实验研究。本文通过阴影法可视化技术观察了羽流结构,并使用热敏电阻测量了特定点的温度,对顶开口圆柱腔上羽流的演化和机理进行了分析研究。尺度分析获得了上升羽流的速度和羽流茎的半径的新标度律,这与二维加热板上的尺度分析结果存在差异,并与实验结果吻合良好。实验结果表明:在充分发展阶段,随着瑞利数的增加,存在一条从定常到混沌状态的转捩路线,其中涉及一系列的分叉。实验中观察到从周期(Ra=1.17×10)回到定常(Ra=1.41×10)态的逆分叉,被称为周期泡分叉。实验中观察到的一系列转捩现象进一步验证了之前的数值结果(Zhang et al.,***,vol.33,2021)。此外,本文利用谱分析、吸引子和分形维数讨论了转捩过程中的羽流,并对传热和传质进行了量化研究。

关键词：羽流转捩周期泡分叉顶开口圆柱腔

来源： cnki会议评论

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消焰剂对改性双基推进剂羽流的影响

固体火箭技术 2016年第3期39卷 369-372,377页

作者：郑伟李朝阳朱佳佳宋秀铎张军王江宁西安近代化学研究所西安710065

以改性双基推进剂为基础,研究了消焰剂对排气羽烟的影响、消焰剂对排气羽流的影响、消焰剂的最佳添加量与发动机能量水平的关系。结果表明,钾盐的加入量在4%以内时对红外、激光、可见光透过率的影响不明显。钾盐的加入能大幅降低推进剂... 详细信息

以改性双基推进剂为基础,研究了消焰剂对排气羽烟的影响、消焰剂对排气羽流的影响、消焰剂的最佳添加量与发动机能量水平的关系。结果表明,钾盐的加入量在4%以内时对红外、激光、可见光透过率的影响不明显。钾盐的加入能大幅降低推进剂的火焰温度,4%的钾盐可使火焰温度降低至少400℃,并消除了二次燃烧火焰,尾焰尺寸缩小了约70%(以火焰最大宽度计算)。推进剂中消焰剂的最佳添加量(能完全消除二次燃烧时的最小添加量)随着发动机推力水平的增大而增加。

关键词：物理化学消焰剂硝胺改性双基推进剂低特征信号二次燃烧羽流