曹 顺，汪凤山，陈 健

（北京控制工程研究所，北京 100190）

双组元推力器雾化燃烧过程数值模拟及液膜冷却作用分析

曹 顺，汪凤山，陈 健

（北京控制工程研究所，北京 100190）

在带有液膜冷却双组元推力器的设计过程中，对燃烧室的数值仿真是一项非常重要的工作.充分考虑了常被忽略或简化处理的推进剂雾化、液滴破碎、液膜形成等重要过程，选取EDC燃烧模型和rea lizable k-ε湍流模型，采用有限体积计算方法得到燃烧室内部液滴分布、液膜分布、静温分布等重要数据.最后，根据所得结果阐述了燃烧室内的详细工作过程，并着重分析了液膜的分布特点以及对壁面的冷却作用，得到了两个与液膜冷却相关的结论.

双组元；液膜冷却；燃烧室；数值模拟

双组元推力器是主要用于航天器的姿态控制、轨道控制、姿态机动和位置保持等功能的执行机构，具有非常重要的作用.为了设计性能优化的推力器，需要对燃烧室内的雾化、液膜、燃烧、流动等过程有清楚的认识.但燃烧室内部工作过程极其复杂，工况非常恶劣，目前很难完全通过试验的方法得到温度场、压力场、速度分布等数据.随着计算流体力学、计算燃烧学等数值方法的逐渐成熟，仿真已经成为双组元推力器设计过程必要的一个环节.

然而到目前为止，国内对燃烧室的仿真绝大多数都忽略了液滴破碎、液膜形成等重要物理过程.总装备部指挥学院的聂万胜虽然对双组元推力器燃烧室内做了大量的仿真工作［1-3］，但均没有考虑推进剂雾化过程，同时也忽略了液膜对燃烧室的影响；……