| C/C复合材料喷管烧蚀壁面退移流固耦合仿真研究 |
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| 引用本文： | 冯喜平,占豪杰,王乐,陈嘉辉,侯晓. C/C复合材料喷管烧蚀壁面退移流固耦合仿真研究[J]. 推进技术, 2022, 43(5): 197-204 |
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| 作者姓名： | 冯喜平 占豪杰 王乐 陈嘉辉 侯晓 |
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| 作者单位： | 西北工业大学 燃烧、热结构与内流场重点实验室，陕西 西安 710072 |
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| 摘 要： | 为了保障固体火箭发动机C/C喷管的可靠性，建立了一套正确反映发动机喷管烧蚀过程的流固耦合计算模型，以实现对喷管烧蚀率的高精度预估。依据热化学烧蚀理论以及喷管内燃气与喷管结构体界面的质量平衡和能量平衡关系，建立并验证了考虑壁面退移的C/C喷管流固耦合方法，实现了燃气流动、异相化学反应、结构体传热三者间的耦合。通过实验发动机喷管的烧蚀计算，论证了模型的正确性，并分析了不同金属铝含量对烧蚀率的影响，计算所得的烧蚀率与实验值最大相对误差为4.3%，与不考虑壁面退移的耦合算法计算结果对比，计算精度最高可提升46%。计算结果表明：C/C喷管在喉部附近烧蚀最为严重；推进剂中Al含量的增加导致燃气中氧化组分浓度降低，进而减少了烧蚀速率，这些结论与C/C喷管烧蚀相关研究结果一致。
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| 关 键 词： | C/C复合材料 烧蚀 数值模拟 流固耦合 固体火箭发动机 |
| 收稿时间： | 2020-10-10 |
| 修稿时间： | 2021-02-08 |
Fluid-Solid Coupling Simulation of Ablation Wall Recession of C/C Composite Nozzle |
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| FENG Xi-ping,ZHAN Hao-jie,WANG Le,CHENG Jia-hui,HOU Xiao. Fluid-Solid Coupling Simulation of Ablation Wall Recession of C/C Composite Nozzle[J]. Journal of Propulsion Technology, 2022, 43(5): 197-204 |
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| Authors: | FENG Xi-ping ZHAN Hao-jie WANG Le CHENG Jia-hui HOU Xiao |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | C/C composites Ablation Numerical simulation Fluid-solid coupling Solid rocket motor |
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