唐云龙，李世鹏，刘　筑，隋　欣，王宁飞

(北京理工大学 宇航学院，北京　100081)



水下固体火箭发动机推力脉动特征研究

唐云龙，李世鹏，刘筑，隋欣，王宁飞

(北京理工大学 宇航学院，北京100081)

对水下固体火箭发动机的动态特性进行了研究，根据动网格及VOF(Volume of Fluid)基本原理，构建了用于水下固体火箭发动机动态射流响应的轴对称模型；根据壁面积分基本原理及被动方式求解水下工作发动机推力的计算方法，成功模拟了发动机的受力运动；对不同工况下发动机工作情况进行仿真，研究了水下发动机动态模型下的射流结构，发现在来流作用下，射流气体会受到来流边界层的挤压，产生颈缩现象，之后逐渐向外膨胀；研究结果显示，在来流边界层作用下，射流所产生的激波在向下游发展之前，将经历多次折射，该研究结果与文献中相关实验结果较吻合；对发动机不同工况下的推力脉冲峰值进行分析，找出了动态模型下发动机点火初期推力脉冲峰值特征随工作环境的变化规律。最后，对有/无轴向浮力时的发动机动态特征进行了对比分析。

动网格；水下射流；边界层；推力峰值

0　引言

利用动网格方法，研究水下固体火箭发动机运动过程的射流结构及推力问题，与水下工作发动机的真实情况更加接近，且有利于掌握水下火箭的工作规律，能为水下发动机设计及工程应用提供帮助。国内外在水下射流流场结构与流动特性研究领域发展均较缓慢[1]。唐嘉宁等[2]将球形气泡模型与CFD计算结果进行比较，发现球形气泡模型结构简单、计算速度快,并能有效反映发动机点火瞬间的推力峰值特性。……