固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥燃面計(jì)算方法

褚佑彪，張　崗，苑　博，武　淵

(1.中國(guó)航天科技集團(tuán)公司四院四十一所,固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒、熱結(jié)構(gòu)與內(nèi)流場(chǎng)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,西安　710025；2.中國(guó)航天科技集團(tuán)公司四院，西安　710025)

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固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥燃面計(jì)算方法

褚佑彪1，張崗2，苑博1，武淵1

(1.中國(guó)航天科技集團(tuán)公司四院四十一所,固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒、熱結(jié)構(gòu)與內(nèi)流場(chǎng)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,西安710025；2.中國(guó)航天科技集團(tuán)公司四院，西安710025)

通過(guò)引入殘值函數(shù)記錄燃面位置，在笛卡爾離散網(wǎng)格上運(yùn)用惠更斯原理進(jìn)行燃面顯式推移，實(shí)現(xiàn)了固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)三維復(fù)雜藥柱的燃面推移模擬和燃面計(jì)算功能；采用此算法分別對(duì)具有復(fù)雜幾何構(gòu)型的藥柱和由不同燃速特性的推進(jìn)劑構(gòu)成的藥柱進(jìn)行燃面推移模擬。結(jié)果表明，此算法精度高、穩(wěn)定性好，可準(zhǔn)確捕捉燃面交匯、分離、消失等復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化，適用于復(fù)雜裝藥的燃面計(jì)算。

燃面推移；殘值函數(shù)；笛卡爾離散網(wǎng)格；惠更斯原理

0　引言

燃面計(jì)算用于確定裝藥在燃燒過(guò)程中燃燒表面積隨燃燒時(shí)間的變化規(guī)律，直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)彈道性能預(yù)示精度，是發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)彈道設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)中一直占有重要地位[1]。傳統(tǒng)的燃面計(jì)算方法包括解析法、作圖法及通用坐標(biāo)法，均因各自的缺點(diǎn)較明顯已鮮有應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)，特別是大型三維工程設(shè)計(jì)軟件的發(fā)展，實(shí)體造型法應(yīng)運(yùn)而生[2-3]。目前，實(shí)體造型法主要包括特征造型法和驅(qū)動(dòng)尺寸法。……