結(jié)構(gòu)尺寸對固體燃料沖壓發(fā)動機燃速影響的仿真研究

鞏倫昆，陳雄，周長省，李映坤，朱敏

（南京理工大學(xué)機械工程學(xué)院，江蘇南京210094）

結(jié)構(gòu)尺寸對固體燃料沖壓發(fā)動機燃速影響的仿真研究

鞏倫昆，陳雄，周長省，李映坤，朱敏

（南京理工大學(xué)機械工程學(xué)院，江蘇南京210094）

為研究結(jié)構(gòu)尺寸對固體燃料沖壓發(fā)動機燃速的影響規(guī)律，采用3階單調(diào)迎風(fēng)（MUSCL）重構(gòu)方法，AUSMPW+通量分裂格式，k-w SST湍流模型，7組分3反應(yīng)有限速率化學(xué)反應(yīng)模型以及2階矩湍流燃燒模型，編制了二維軸對稱湍流燃燒仿真程序，研究入口直徑、藥柱直徑、噴喉直徑以及相似結(jié)構(gòu)尺寸對燃速的影響規(guī)律。仿真結(jié)果表明：入口直徑以及藥柱直徑影響較大，相似結(jié)構(gòu)尺寸的影響相對較小，噴喉直徑幾乎沒有影響；固體燃料沖壓發(fā)動機結(jié)構(gòu)尺寸影響燃速的主要機理是湍流黏性的變化以及火焰面位置的變化；突擴比對燃速起著關(guān)鍵的作用，燃速與突擴比近似呈線性關(guān)系。

兵器科學(xué)與技術(shù)；固體燃料沖壓發(fā)動機；燃速；結(jié)構(gòu)尺寸；突擴比

0 引言

固體燃料沖壓發(fā)動機（SFRJ）具有結(jié)構(gòu)簡單、比沖高等優(yōu)點，在增程炮彈或者超音速導(dǎo)彈中有著較大的應(yīng)用潛力。但是，由于SFRJ中的固體燃料的燃速會受到來流條件和SFRJ結(jié)構(gòu)尺寸的影響，不易控制，而燃速是影響SFRJ性能的關(guān)鍵因素，因此，SFRJ在實際工程中應(yīng)用較少。由此可見，得到來流條件和SFRJ結(jié)構(gòu)尺寸對燃速的影響規(guī)律對SFRJ的設(shè)計優(yōu)化非常重要。

關(guān)于SFRJ結(jié)構(gòu)尺寸對固體燃料燃速的影響，國外進行了許多的研究工作。德國的Schu1te［1］對內(nèi)徑dp=60 mm以及120 mm的聚乙烯（PF）藥柱進行了實驗，得到了與的多項式關(guān)系，指數(shù)值為-0.23；……