杨辰，余陵，蔡文祥，祁斌

（南京理工大学机械学院，南京210094）

固体火箭发动机冷气冲击过程数值分析

杨辰，余陵，蔡文祥，祁斌

（南京理工大学机械学院，南京210094）

使用工业氮气冲击固体火箭发动机药柱以模拟发动机点火瞬时产生的高压峰值对发动机壁面的压力冲击，分析模拟固体火箭发动机工作中的压力分布，对冷气冲击试验过程进行数值模拟；运用流体计算软件Fluent，对瞬时内流场进行二维轴对称非定常数值分析；研究分析结果表明：药柱头部位置受冲击力较大，容易产生结构完整性破坏，进一步验证发动机冷气冲击试验能够较好的模拟真实情况下发动机及药柱受到的影响，从而为发动机点火设计提供参考。

冷气冲击；固体火箭发动机；数值模拟

作为一个包含高温、高速流动及高压的复杂非定常过程，固体火箭发动机点火过程对火箭工作正常与否意义重大［1］。固体火箭发动机点火过程中较易出现故障，但是对此问题的流动机理研究工作开展并不充分，现在比较常用的试验方法是采用高压冷气模拟点火时产生的高压气体来冲击药柱［2-4］。本文采用简化模型对冷气冲击流场进行了数值模拟研究，对上述分析结论进行了初步探讨。

1 物理模型及计算方法

1.1 物理模型

冷气冲击试验装置的工作原理是通过模拟点火时产生的气体压力峰对药柱及发动机进行冲击。储气罐与发动机通过中间过渡段连接，给储气罐施加预定的初始压力，由中间过渡设置的铝制破膜片把储气罐的压力与试验药柱区域的压力隔开。……