کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8055573 1519908 2018 31 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Three-dimensional multi-physics coupled simulation of ignition transient in a dual pulse solid rocket motor
ترجمه فارسی عنوان
شبیه سازی سه فاز چند فیزیکی گذرگاه اشتعال در یک موشک جامد پالس دوگانه
کلمات کلیدی
چند فیزیک همراه، تعامل ساختار سیال، سوزش گذرا، موتور راکت جامد، موتور پالس دوگانه،
ترجمه چکیده
در این مقاله، بررسی عددی گذرگاه اشتعال در یک موتور موشک جامد پالس دوگانه انجام شده است. یک کد داخلی در جهت حل معادلات حاکم بر چند فیزیک، از جمله جریان فشرده نشده، هدایت گرما و پویای ساختاری، توسعه داده شده است. مدل های عددی ساده برای احتراق سوخت جامد و احتراق اضافه شده است. الگوریتم مرسوم سریال متداول برای شبیه سازی مشکلات متقابل ساختار ساختار در یک شیوه ی آزادانه به کار رفته است. دقت روش جفت شدن توسط رفتار یک پانل لبه تحت تاثیر موج ضربه ای تأیید شده است. سپس، توسعه دقیق میدان جریان، ویژگی های پخش شعله، تحول فشار در اتاق احتراق و پاسخ ساختاری دیافراگم فلزی با دقت مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. زمان انفجار و فشار انفجار دیافراگم فلزی نیز به دست می آید. اثرات فردی جریان جریان جرمی، ضخامت دیافراگم فلزی و قطر بر گذر زمان اشتعال، به طور سیستماتیک مقایسه شده است. نتایج عددی نشان می دهد که تکامل میدان جریان در محفظه احتراق، توزیع دما بر روی سطح سوخت و همچنین فشار بار بر روی سطح دیافراگم فلزی در طی مرحله احتراق اولیه یک رفتار قوی سه بعدی ایفا می کند. پارگی دیافراگم فلزی نه تنها به مقدار بار فشار بر روی سطح دیافراگم بلکه به تاریخ بارگیری فشار نیز مرتبط است. ضخامت و قطر دیافراگم فلزی تأثیر قابل توجهی بر زمان انفجار و فشار انفجار دیافراگم فلزی دارد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی هوافضا
پیش نمایش مقاله
شبیه سازی سه فاز چند فیزیکی گذرگاه اشتعال در یک موشک جامد پالس دوگانه
چکیده انگلیسی
In this paper, numerical investigation of ignition transient in a dual pulse solid rocket motor has been conducted. An in-house code has been developed in order to solve multi-physics governing equations, including unsteady compressible flow, heat conduction and structural dynamic. The simplified numerical models for solid propellant ignition and combustion have been added. The conventional serial staggered algorithm is adopted to simulate the fluid structure interaction problems in a loosely-coupled manner. The accuracy of the coupling procedure is validated by the behavior of a cantilever panel subjected to a shock wave. Then, the detailed flow field development, flame propagation characteristics, pressure evolution in the combustion chamber, and the structural response of metal diaphragm are analyzed carefully. The burst-time and burst-pressure of the metal diaphragm are also obtained. The individual effects of the igniter's mass flow rate, metal diaphragm thickness and diameter on the ignition transient have been systemically compared. The numerical results show that the evolution of the flow field in the combustion chamber, the temperature distribution on the propellant surface and the pressure loading on the metal diaphragm surface present a strong three-dimensional behavior during the initial ignition stage. The rupture of metal diaphragm is not only related to the magnitude of pressure loading on the diaphragm surface, but also to the history of pressure loading. The metal diaphragm thickness and diameter have a significant effect on the burst-time and burst-pressure of metal diaphragm.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Acta Astronautica - Volume 146, May 2018, Pages 46-65
نویسندگان
, , , , ,