王 夕，王 珏，容 易，黄 辉



微重力下低温贮箱内推进剂相变仿真模型研究

王 夕1，王 珏2，容 易1，黄 辉1

（1. 北京宇航系统工程研究所，北京，100076；2.中国运载火箭技术研究院，北京，100076）

低温推进剂具有沸点低、易汽化的特点，相变是低温推进剂长时间在轨蒸发量控制问题中需要考虑的首要影响因素。相变模型对低温推进剂蒸发仿真起到重要作用，构建合理的相变模型成为低温流体蒸发量仿真重要的研究方向。基于4种相变理论，采用FLUENT软件二次开发的方法，建立基于相平衡和非平衡理论的4种相变模型，开展微重力下液氢推进剂蒸发的数值模拟，并与国外探空火箭试验进行比较和验证。研究结果表明：比较4种相变模型对贮箱内压力升高速率预示的准确性，得出了适用于微重力下低温推进剂仿真的相变模型。

低温推进剂；相变；微重力

0 引 言

在液体运载火箭的推进剂中，低温推进剂具有比冲高、沸点低、难于贮存的特点，因此限制了其长时间的在轨使用。对低温推进剂长时间在轨蒸发量控制问题的研究，可以采用试验和仿真的方法。鉴于低温和微重力试验的难度，基于已有商业软件的数值仿真是对贮箱内低温推进剂开展研究的有效途径。

目前，低温推进剂蒸发的数值研究受到广泛的关注。在低温推进剂蒸发量的所有影响因素中，相变是重要的考虑因素，相变过程的建模是蒸发量控制研究的焦点问题，而发展相变数值模型的基础是描述相变物理过程的理论模型。……